JP2008059691A - Heat assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive - Google Patents

Heat assisted magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat assisted magnetic head which can achieve high density recording, and provide an HGA having the same and a hard disk drive having the HGA. <P>SOLUTION: The periphery of a core 35 constitutes a part of an ellipse in the YZ plane and the light incident on the light receiving surface 354 is focused on the focal point F2 of this ellipse. In other words, the core 35 functions as a focusing lens, and the diverging light from one focal position F1 of the elliptical lens is focused on the other focal position F2. The laser diode 40 is positioned at one focal position F1, so that the light can be focused on the other focal position F2 without using a collimator lens for forming parallel light with a spread angle. Thus, the focusing precision can be improved to achieve high density recording. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱アシスト磁気記録方式により信号の書き込みを行う熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ(HGA)及びこのHGAを備えたハードディスク装置に関する。   The present invention relates to a thermally assisted magnetic head for writing signals by a thermally assisted magnetic recording system, a head gimbal assembly (HGA) including the thermally assisted magnetic head, and a hard disk device including the HGA.

ハードディスク装置の高記録密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドのさらなる性能の向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗(MR)効果素子等の磁気検出素子と電磁コイル素子等の磁気記録素子とを積層した構造である複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられており、これらの素子によって磁気記録媒体である磁気ディスクにデータ信号が読み書きされる。   As the recording density of hard disk drives increases, further improvements in performance of thin film magnetic heads are required. As the thin film magnetic head, a composite thin film magnetic head having a structure in which a magnetic detection element such as a magnetoresistive (MR) effect element and a magnetic recording element such as an electromagnetic coil element are laminated is widely used. Data signals are read from and written to a magnetic disk that is a magnetic recording medium.

一般に、磁気記録媒体は、いわば磁性微粒子が集合した不連続体であり、それぞれの磁性微粒子は単磁区構造となっている。ここで、1つの記録ビットは、複数の磁性微粒子から構成されている。従って、記録密度を高めるためには、磁性微粒子を小さくして、記録ビットの境界の凹凸を減少させなければならない。しかし、磁性微粒子を小さくすると、体積減少に伴う磁化の熱安定性の低下が問題となる。   Generally, a magnetic recording medium is a discontinuous body in which magnetic fine particles are aggregated, and each magnetic fine particle has a single magnetic domain structure. Here, one recording bit is composed of a plurality of magnetic fine particles. Therefore, in order to increase the recording density, the magnetic fine particles must be made smaller to reduce the irregularities at the boundaries of the recording bits. However, if the magnetic fine particles are made smaller, a decrease in the thermal stability of magnetization accompanying volume reduction becomes a problem.

磁化の熱安定性の目安は、KV/kTで与えられる。ここで、Kは磁性微粒子の磁気異方性エネルギー、Vは1つの磁性微粒子の体積、kはボルツマン定数、Tは絶対温度である。磁性微粒子を小さくするということは、まさにVを小さくすることであり、そのままではKV/kTが小さくなって熱安定性が損なわれる。この問題への対策として、同時にKを大きくすることが考えられるが、このKの増加は、記録媒体の保磁力の増加をもたらす。これに対して、磁気ヘッドによる書き込み磁界強度は、ヘッド内の磁極を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度でほぼ決定されてしまう。従って、保磁力が、この書き込み磁界強度の限界から決まる許容値を超えると書き込みが不可能となってしまう。 A measure of the thermal stability of magnetization is given by K U V / k B T. Here, K U is the magnetic anisotropy energy, V the magnetic microparticle volume of one magnetic particle, k B the Boltzmann constant, T is the absolute temperature. Making the magnetic fine particles smaller means exactly reducing V, and if it is left as it is, K U V / k B T becomes smaller and thermal stability is impaired. As a countermeasure to this problem, it is conceivable to increase the K U simultaneously, increase in K U results in an increase in the coercive force of the recording medium. On the other hand, the write magnetic field strength by the magnetic head is almost determined by the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material constituting the magnetic pole in the head. Therefore, if the coercive force exceeds an allowable value determined from the limit of the write magnetic field strength, writing becomes impossible.

このような磁化の熱安定性の問題を解決する方法として、Kの大きな磁性材料を用いる一方で、書き込み磁界印加の直前に記録媒体に熱を加えることによって、保磁力を小さくして書き込みを行う、いわゆる熱アシスト磁気記録方式が提案されている。この方式は、磁気ドミネント記録方式と光ドミネント記録方式とに大別される。磁気ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は電磁コイル素子であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)に比べて大きくなっている。一方、光ドミネント記録方式においては、書き込みの主体は光放射部であり、光の放射径はトラック幅(記録幅)とほぼ同じとなっている。すなわち、磁気ドミネント記録方式は、空間分解能を磁界に持たせているのに対し、光ドミネント記録方式は、空間分解能を光に持たせている。 As a method for solving such a magnetization of the thermal stability problems, while the use of large magnetic material K U, by applying heat to the recording medium immediately before the write magnetic field is applied, the write to reduce the coercive force A so-called heat-assisted magnetic recording system has been proposed. This method is roughly classified into a magnetic dominant recording method and an optical dominant recording method. In the magnetic dominant recording system, the main subject of writing is an electromagnetic coil element, and the radiation diameter of light is larger than the track width (recording width). On the other hand, in the optical dominant recording method, the main subject of writing is the light emitting portion, and the light emission diameter is substantially the same as the track width (recording width). In other words, the magnetic dominant recording system provides spatial resolution to the magnetic field, whereas the optical dominant recording system provides spatial resolution to the light.

このような熱アシスト磁気ヘッド記録装置として、特許文献1〜7及び非特許文献1には、磁界を発生する磁気記録素子を備えたスライダとは離れた位置に半導体レーザ等の光源を設け、この光源からの光を光ファイバやレンズ等を介してスライダの媒体対向面まで導く構造が開示されている。   As such heat-assisted magnetic head recording devices, Patent Documents 1 to 7 and Non-Patent Document 1 provide a light source such as a semiconductor laser at a position away from a slider provided with a magnetic recording element that generates a magnetic field. A structure in which light from a light source is guided to a medium facing surface of a slider via an optical fiber, a lens, or the like is disclosed.

また、特許文献8〜11及び非特許文献2には、スライダの側面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドや、スライダの媒体対向面に磁気記録素子及び光源を集積した熱アシスト磁気ヘッドが開示されている。   Patent Documents 8 to 11 and Non-Patent Document 2 disclose a thermally assisted magnetic head in which a magnetic recording element and a light source are integrated on a side surface of a slider, and a thermally assisted magnetic element in which a magnetic recording element and a light source are integrated on a medium facing surface of the slider. A head is disclosed.

また、高効率集光素子であるSIL(Solid Immersion Lens)や近接場光発生素子であるプラズモン・プローブを用いた磁気ヘッドの研究も行われている。特許文献12には、平面導波路の先端にプラズモン・プローブを設けた装置が開示されている。
国際公開WO92/02931号パンフレット(特表平6−500194号公報) 国際公開WO98/09284号パンフレット(特表2002−511176号公報) 特開平10−162444号公報 国際公開WO99/53482号パンフレット(特表2002−512725号公報) 特開2000−173093号公報 特開2002−298302号公報 特開2001−255254号公報 特開2001−283404号公報 特開2001−325756号公報 特開2004−158067号公報 特開2004−303299号公報 米国特許6,795,630号明細書 ShintaroMiyanishi他著 ”Near-field Assisted Magnetic Recording”IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS、2005年、第41巻、第10号、p.2817−2821 庄野敬二、押木満雅著 「熱アシスト磁気記録の現状と課題」 日本応用磁気学会誌、2005年、第29巻、第1号、p.5−13
In addition, studies on magnetic heads using SIL (Solid Immersion Lens), which is a high-efficiency condensing element, and plasmon probes, which are near-field light generating elements, have been conducted. Patent Document 12 discloses an apparatus in which a plasmon probe is provided at the tip of a planar waveguide.
International Publication WO92 / 02931 Pamphlet (Japanese Patent Publication No. 6-500194) International Publication WO 98/09284 Pamphlet (Japanese Patent Publication No. 2002-511176) JP-A-10-162444 International Publication No. WO99 / 53482 Pamphlet (Special Table 2002-512725) JP 2000-173093 A JP 2002-298302 A JP 2001-255254 A JP 2001-283404 A JP 2001-325756 A JP 2004-158067 A JP 2004-303299 A US Pat. No. 6,795,630 ShintaroMiyanishi et al. “Near-field Assisted Magnetic Recording” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 2005, Vol. 41, No. 10, p. 2817-2821 Koji Shono, Mitsumasa Oshiki “Current Status and Issues of Thermally Assisted Magnetic Recording” Journal of Japan Society of Applied Magnetics, 2005, Vol. 29, No. 1, p. 5-13

しかしながら、スライダからはるか遠く離れた場所に光源を配置すると、光を導くために光ファイバ、レンズ、ミラー等を長い距離にわたって使用せざるを得ず、光の伝播効率が大幅に低下するという問題が生じる。発光素子をスライダの直上に配置し、スライダに導波路を設けて媒体対向面に入射光導くようにすると、光の伝播効率は改善させることが可能である。   However, if the light source is arranged far away from the slider, an optical fiber, a lens, a mirror, etc. must be used over a long distance to guide the light, and the light propagation efficiency is greatly reduced. Arise. If the light emitting element is disposed immediately above the slider, and a waveguide is provided on the slider so that incident light is guided to the medium facing surface, the light propagation efficiency can be improved.

ところが、磁気記録媒体の記憶領域の面積は微小であるため、発光素子からの光を磁気記録媒体に集光するのは、非常に困難であるという問題がある。高効率集光素子として、特許文献12のようなレンズを用いることも考えられるが、このレンズの場合、光入射面には平行光を照射する必要があり、平行光を生成するための光学系も必要となる。これらの光学系の位置精度は集光位置精度を律則するため、このような光学系は高密度記録への障壁となると考えられる。   However, since the area of the storage area of the magnetic recording medium is very small, there is a problem that it is very difficult to focus the light from the light emitting element on the magnetic recording medium. As a high-efficiency condensing element, it is conceivable to use a lens as disclosed in Patent Document 12, but in the case of this lens, it is necessary to irradiate the light incident surface with parallel light, and an optical system for generating parallel light. Is also required. Since the positional accuracy of these optical systems regulates the focusing position accuracy, it is considered that such an optical system becomes a barrier to high-density recording.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高密度記録が可能な熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びこのHGAを備えたハードディスク装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and provides a heat-assisted magnetic head capable of high-density recording, an HGA including the heat-assisted magnetic head, and a hard disk device including the HGA. Objective.

上述の課題を解決するため、本発明に係る熱アシスト磁気ヘッドは、媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び媒体対向面と第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、媒体対向面側に光出射面を有する平面導波路のコアと、この光出射面に近接した磁気記録素子とを有し、スライダ基板の側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、第1面に固定された第2面を有する光源支持基板と、コアの光入射面に対向し、光源支持基板に固定された発光素子と、を備え、コアの厚み方向をX軸、幅方向をY軸、長手方向をZ軸とした場合、発光素子からZ軸に沿って出射された光は、光入射面に入射し、YZ平面内におけるコアの外縁は楕円の一部を構成し、光入射面に入射した光は当該楕円の焦点に向けて集光することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a thermally-assisted magnetic head according to the present invention is located between a medium facing surface, a first surface located on the opposite side of the medium facing surface, and between the medium facing surface and the first surface. A slider substrate having a side surface, a core of a planar waveguide having a light exit surface on the medium facing surface side, and a magnetic recording element adjacent to the light exit surface are fixed to one of the side surfaces of the slider substrate. A light source supporting substrate having a magnetic head portion, a second surface fixed to the first surface, and a light emitting element facing the light incident surface of the core and fixed to the light source supporting substrate, the thickness direction of the core being When the X axis, the width direction is the Y axis, and the longitudinal direction is the Z axis, the light emitted from the light emitting element along the Z axis is incident on the light incident surface, and the outer edge of the core in the YZ plane is an ellipse. The light incident on the light incident surface is focused toward the focal point of the ellipse. The features.

光源支持基板には発光素子が固定されており、スライダ基板の第1面は光源支持基板の第2面に固定されているので、スライダ基板と発光素子との位置関係が固定される。発光素子はコアの光入射面に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。   Since the light emitting element is fixed to the light source support substrate, and the first surface of the slider substrate is fixed to the second surface of the light source support substrate, the positional relationship between the slider substrate and the light emitting element is fixed. Since the light emitting element faces the light incident surface of the core, long-distance light propagation is not performed as in the conventional case, and mounting light and coupling loss of light are allowed, and the light emitted from the light emitting element reaches the medium facing surface. Can lead.

すなわち、この熱アシスト磁気ヘッドによれば、発光素子から出射された光は、平面導波路のコアの光入射面に入射して、媒体対向面に設けられた光出射面から出射し、磁気記録媒体に照射される。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域の温度が上昇し、当該記録領域の保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に磁気記録素子に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域に情報を書き込むことができる。   That is, according to this heat-assisted magnetic head, the light emitted from the light emitting element is incident on the light incident surface of the core of the planar waveguide and is emitted from the light emitting surface provided on the medium facing surface. The medium is irradiated. Therefore, the temperature of the recording area of the magnetic recording medium facing the medium facing surface rises, and the holding force of the recording area temporarily decreases. Information can be written in the recording area by energizing the magnetic recording element and generating a writing magnetic field within the period of decrease in the holding force.

ここで、YZ平面内におけるコアの外縁は楕円の一部を構成し、光入射面に入射した光は当該楕円の焦点に向けて集光する。すなわち、楕円形状のレンズの一方の焦点位置から出射された発散光は、他方の焦点位置に集光する。発光素子からの光は、広がり角を有しているが、発光素子を一方の焦点位置に配置することで、平行光生成用のコリメータレンズを別に用いることなく、他方の焦点位置に集光を行うことができる。したがって、集光位置精度を向上させることができ、高密度記録を行うことが可能となる。   Here, the outer edge of the core in the YZ plane constitutes a part of an ellipse, and the light incident on the light incident surface is condensed toward the focal point of the ellipse. That is, the diverging light emitted from one focal position of the elliptical lens is condensed at the other focal position. The light from the light emitting element has a divergence angle. However, by arranging the light emitting element at one focal position, the light is condensed at the other focal position without using a collimator lens for generating parallel light. It can be carried out. Therefore, the light collection position accuracy can be improved, and high density recording can be performed.

なお、発光素子からの光線を他方の焦点位置に集光させるために、必ずしも発光素子を一方の焦点位置に配置する必要はない。すなわち、発光素子を一方の焦点位置から離隔して配置した場合においても、その光線のコア内の経路は、光入射面と発光素子との間の物質の屈折率とコアの屈折率の関係を適当に設定することにより、発光素子を一方の焦点位置に配置した場合の光線のコア内の経路と一致させることができる。   Note that it is not always necessary to place the light emitting element at one focal position in order to focus the light beam from the light emitting element at the other focal position. In other words, even when the light emitting element is arranged away from one focal position, the path of the light beam in the core has a relationship between the refractive index of the substance between the light incident surface and the light emitting element and the refractive index of the core. By setting appropriately, it is possible to match the path in the core of the light beam when the light emitting element is arranged at one focal position.

磁気記録媒体は発光素子からの光を直接照射することによっても加熱されるが、次世代磁気記録においては、トラック幅を20nm以下とすることが期待されており、このままでは光の回折限界という技術的な障壁を破ることができない。すなわち、波長405nmの青紫レーザを開口率0.85のレンズで集光しても、集光径は0.28μm(=280nm)までしか小さくならない。すなわち、照射光をトラック幅以下まで絞り込むことはできない。   The magnetic recording medium is also heated by direct irradiation with light from the light emitting element. However, in next-generation magnetic recording, the track width is expected to be 20 nm or less. Can't break the barrier. That is, even if a blue-violet laser having a wavelength of 405 nm is condensed by a lens having an aperture ratio of 0.85, the condensed diameter is only reduced to 0.28 μm (= 280 nm). That is, the irradiation light cannot be narrowed down to the track width or less.

そこで、本発明の熱アシスト磁気ヘッドは、好ましくは、コアの前記光出射面に設けられたプラズモン・プローブを更に備える。コアの光出射面にプラズモン・プローブを設けた場合、これに発光素子からの光が照射されることで近接場光が発生する。プラズモン・プローブに光を照射すると、プラズモン・プローブを構成する金属内の電子がプラズマ振動し、その先端部において電界の集中が生じる。この近接場光の拡がりは、プラズモン・プローブ先端部の半径程度となるため、この先端部の半径をトラック幅以下とすれば、擬似的に出射光が回折限界以下にまで絞り込まれた効果を奏する。   Therefore, the heat-assisted magnetic head of the present invention preferably further includes a plasmon probe provided on the light emitting surface of the core. When a plasmon probe is provided on the light exit surface of the core, near-field light is generated by irradiating light from the light emitting element. When the plasmon probe is irradiated with light, electrons in the metal constituting the plasmon probe vibrate in plasma, and an electric field is concentrated at the tip. Since the spread of the near-field light is about the radius of the tip of the plasmon probe, if the radius of the tip is set to be equal to or less than the track width, there is an effect that the emitted light is artificially narrowed to the diffraction limit or less. .

また、コアの光入射面及び前記光出射面は、それぞれXY平面に略平行であって、光出射面は楕円の焦点を含む位置の近傍に設けられていることが好ましい。この場合、平行光生成用のコリメータレンズを別に用いることなく、より好適に他方の焦点位置に集光を行うことができる。   Preferably, the light incident surface and the light emitting surface of the core are substantially parallel to the XY plane, respectively, and the light emitting surface is provided in the vicinity of a position including an elliptical focal point. In this case, the light can be condensed more favorably at the other focal position without using a collimator lens for generating parallel light separately.

本発明に係るHGAは、上述の熱アシスト磁気ヘッドと、熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションとを備えることが好ましく、本発明に係るハードディスク装置は、上記HGAと、HGAに対向する磁気記録媒体とを備えることが好ましい。   The HGA according to the present invention preferably includes the above-described heat-assisted magnetic head and a suspension that supports the heat-assisted magnetic head. The hard disk device according to the present invention includes the HGA and a magnetic recording medium facing the HGA. It is preferable to provide.

上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、高密度記録が可能となる。   High density recording is possible with the HGA and the hard disk drive provided with the heat-assisted magnetic head.

本発明の熱アシスト磁気ヘッド、この熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置によれば、高密度記録が可能となる。   According to the heat-assisted magnetic head of the present invention, and the HGA and hard disk device including the heat-assisted magnetic head, high-density recording is possible.

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
(ハードディスク装置)
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring an accompanying drawing. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals. In addition, the dimensional ratios in the components in the drawings and between the components are arbitrary for easy viewing of the drawings.
(Hard disk device)

図1は、実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view of a hard disk device according to an embodiment.

ハードディスク装置1は、スピンドルモータ11の回転軸の回りを回転する複数の磁気記録媒体である磁気ディスク10、熱アシスト磁気ヘッド21をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置12、この熱アシスト磁気ヘッド21の書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後に詳述する熱アシスト磁気記録用のレーザ光を発生させる光源であるレーザダイオードを制御するための記録再生及び発光制御回路(制御回路)13を備えている。   The hard disk device 1 includes a magnetic disk 10 that is a plurality of magnetic recording media rotating around a rotation axis of a spindle motor 11, an assembly carriage device 12 for positioning a heat-assisted magnetic head 21 on a track, and the heat-assisted magnetic head. A recording / reproducing and light emission control circuit (control circuit) 13 is provided for controlling the writing and reading operations of 21 and controlling a laser diode which is a light source for generating laser light for heat-assisted magnetic recording, which will be described in detail later. Yes.

アセンブリキャリッジ装置12には、複数の駆動アーム14が設けられている。これらの駆動アーム14は、ボイスコイルモータ(VCM)15によってピボットベアリング軸16を中心にして揺動可能であり、この軸16に沿った方向に積層されている。各駆動アーム14の先端部には、ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)17が取り付けられている。各HGA17には、熱アシスト磁気ヘッド21が、各磁気ディスク10の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク10の表面に対向する面が熱アシスト磁気ヘッド21の媒体対向面S(エアベアリング面とも呼ばれる)である。なお、磁気ディスク10、駆動アーム14、HGA17及び熱アシスト磁気ヘッド21は、単数であってもよい。
(HGA)
The assembly carriage device 12 is provided with a plurality of drive arms 14. These drive arms 14 can swing around a pivot bearing shaft 16 by a voice coil motor (VCM) 15 and are stacked in a direction along the shaft 16. A head gimbal assembly (HGA) 17 is attached to the tip of each drive arm 14. Each HGA 17 is provided with a heat-assisted magnetic head 21 so as to face the surface of each magnetic disk 10. A surface facing the surface of the magnetic disk 10 is a medium facing surface S (also referred to as an air bearing surface) of the heat-assisted magnetic head 21. The magnetic disk 10, the drive arm 14, the HGA 17, and the heat-assisted magnetic head 21 may be singular.
(HGA)

図2は、HGA17の斜視図である。同図は、HGA17の媒体対向面Sを上にして示してある。   FIG. 2 is a perspective view of the HGA 17. This figure shows the HGA 17 with the medium facing surface S facing up.

HGA17は、サスペンション20の先端部に、熱アシスト磁気ヘッド21を固着し、さらにその熱アシスト磁気ヘッド21の端子電極に配線部材203の一端を電気的に接続して構成される。サスペンション20は、ロードビーム200と、このロードビーム200上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ201と、フレックシャの先端に板ばね状に形成されたタング部204と、ロードビーム200の基部に設けられたベースプレート202と、フレクシャ201上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材203とから主として構成されている。   The HGA 17 is configured by fixing the thermally assisted magnetic head 21 to the tip of the suspension 20 and electrically connecting one end of the wiring member 203 to the terminal electrode of the thermally assisted magnetic head 21. The suspension 20 includes a load beam 200, an elastic flexure 201 fixed and supported on the load beam 200, a tongue portion 204 formed in a leaf spring shape at the tip of the flexure, and a base of the load beam 200. It is mainly configured by a base plate 202 provided and a wiring member 203 which is provided on the flexure 201 and is composed of a lead conductor and connection pads electrically connected to both ends thereof.

なお、HGA17におけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション20の途中にヘッド駆動用ICチップを装着してもよい。
(熱アシスト磁気ヘッド)
It is obvious that the suspension structure in the HGA 17 is not limited to the structure described above. Although not shown, a head driving IC chip may be mounted in the middle of the suspension 20.
(Thermally assisted magnetic head)

図3は、図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。   FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of the heat-assisted magnetic head 21 shown in FIG.

配線部材203は、記録信号用の一対の電極パッド237、237、読出信号用の一対の電極パッド238、238、光源駆動用の一対の電極パッド247、248に接続されている。   The wiring member 203 is connected to a pair of electrode pads 237 and 237 for recording signals, a pair of electrode pads 238 and 238 for readout signals, and a pair of electrode pads 247 and 248 for driving a light source.

熱アシスト磁気ヘッド21は、スライダ22と、光源支持基板230及び熱アシスト磁気記録用の光源となるレーザダイオード(発光素子)40を備えた光源ユニット23とが、スライダ基板220の背面(第1面)2201及び光源支持基板230の接着面(第2面)2300を接面させて接着、固定された構成を有している。ここで、スライダ基板220の背面2201は、スライダ22の媒体対向面Sとは反対側の面である。また、光源支持基板230の底面2301がフレクシャ201のタング部204に、例えば、エポキシ樹脂等の接着剤により接着されている。   The heat-assisted magnetic head 21 includes a slider 22, a light source support substrate 230, and a light source unit 23 including a laser diode (light emitting element) 40 serving as a light source for heat-assisted magnetic recording, and a back surface (first surface) of the slider substrate 220. ) 2201 and the bonding surface (second surface) 2300 of the light source support substrate 230 are in contact with each other and bonded and fixed. Here, the back surface 2201 of the slider substrate 220 is a surface opposite to the medium facing surface S of the slider 22. In addition, the bottom surface 2301 of the light source support substrate 230 is bonded to the tongue portion 204 of the flexure 201 with, for example, an adhesive such as an epoxy resin.

スライダ22は、スライダ基板220及びデータ信号の書き込み及び読み出しを行う磁気ヘッド部32を備えている。   The slider 22 includes a slider substrate 220 and a magnetic head unit 32 for writing and reading data signals.

スライダ基板220は、板状を呈し、適切な浮上量を得るように加工された媒体対向面Sを有する。スライダ基板220は導電性のアルティック(Al−TiC)等から形成されている。 The slider substrate 220 has a plate-like shape and has a medium facing surface S processed so as to obtain an appropriate flying height. The slider substrate 220 is made of conductive Altic (Al 2 O 3 —TiC) or the like.

磁気ヘッド部32は、スライダ基板220の媒体対向面Sに対して略垂直な側面である集積面2202に形成されている。磁気ヘッド部32は、磁気情報を検出する磁気検出素子としてのMR効果素子33、磁界の生成により磁気情報を書き込む垂直(面内でも良い)磁気記録素子としての電磁コイル素子34、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の間を通して設けられている平面導波路としての導波路(コア)35、磁気ディスクの記録層部分を加熱するための近接場光を発生させる近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36、及び、これらMR効果素子33、電磁コイル素子34、コア35及び近接場光発生部36を覆うように集積面2202上に形成された絶縁層(クラッド)38とを備えている。   The magnetic head portion 32 is formed on the integration surface 2202 that is a side surface substantially perpendicular to the medium facing surface S of the slider substrate 220. The magnetic head unit 32 includes an MR effect element 33 as a magnetic detection element for detecting magnetic information, an electromagnetic coil element 34 as a perpendicular (or in-plane) magnetic recording element for writing magnetic information by generating a magnetic field, and an MR effect element 33. And a waveguide (core) 35 as a planar waveguide provided between the magnetic coil element 34 and a near-field light generator (plasmon probe) for generating near-field light for heating the recording layer portion of the magnetic disk ) 36 and an insulating layer (clad) 38 formed on the integration surface 2202 so as to cover the MR effect element 33, the electromagnetic coil element 34, the core 35, and the near-field light generating part 36.

更に、磁気ヘッド部32は、絶縁層38の露出面上に形成され、MR効果素子33の入出力端子にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド371、371、電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続された一対の信号端子用の電極パッド373、373、及び、スライダ基板220と電気的に接続されたグランド用の電極パッド375を備えている。ビアホール375aを介して、スライダ基板220と電気的に接続された電極パッド375は、フレクシャ201の電極パッド247と、ボンディングワイヤにより接続されており、スライダ基板220の電位は電極パッド247により、例えばグラウンド電位に制御されている。   Further, the magnetic head portion 32 is formed on the exposed surface of the insulating layer 38 and is connected to the input / output terminals of the MR effect element 33 and connected to both ends of the pair of signal terminals 371 and 371 and the electromagnetic coil element 34. Are provided with a pair of signal terminal electrode pads 373 and 373 and a ground electrode pad 375 electrically connected to the slider substrate 220. The electrode pad 375 electrically connected to the slider substrate 220 through the via hole 375a is connected to the electrode pad 247 of the flexure 201 by a bonding wire. The potential of the slider substrate 220 is, for example, grounded by the electrode pad 247. Controlled to potential.

MR効果素子33、電磁コイル素子34、及び近接場光発生部36の各端面は、媒体対向面S上に露出している。また、レーザダイオード40の両端は、それぞれ電極パッド47,48に接続されている。   The end surfaces of the MR effect element 33, the electromagnetic coil element 34, and the near-field light generator 36 are exposed on the medium facing surface S. Further, both ends of the laser diode 40 are connected to electrode pads 47 and 48, respectively.

図4は、図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。   4 is a cross-sectional view of the thermally assisted magnetic head 21 shown in FIG.

MR効果素子33は、MR積層体332と、このMR積層体332を挟む位置に配置されている下部シールド層330及び上部シールド層334とを含む。下部シールド層330及び上部シールド層334は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法等によって形成された厚さ0.5〜3μm程度のNiFe、CoFeNi、CoFe、FeN若しくはFeZrN等の磁性材料で構成することができる。上下部シールド層334及び330は、MR積層体332が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。   The MR effect element 33 includes an MR multilayer 332 and a lower shield layer 330 and an upper shield layer 334 disposed at positions sandwiching the MR multilayer 332. The lower shield layer 330 and the upper shield layer 334 are made of a magnetic material such as NiFe, CoFeNi, CoFe, FeN, or FeZrN having a thickness of about 0.5 to 3 μm formed by a pattern plating method including a frame plating method, for example. can do. The upper and lower shield layers 334 and 330 prevent the MR multilayer 332 from being affected by an external magnetic field that causes noise.

MR積層体332は、面内通電型(CIP(Current In Plane))巨大磁気抵抗(GMR(Giant Magneto Resistance))多層膜、垂直通電型(CPP(Current Perpendicular to Plane))GMR多層膜、又はトンネル磁気抵抗(TMR(Tunnel Magneto Resistance))多層膜等の磁気抵抗効果膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。   The MR multilayer 332 is composed of an in-plane energization type (CIP (Current In Plane)) giant magnetoresistance (GMR (Giant Magneto Resistance)) multilayer film, a vertical energization type (CPP (Current Perpendicular to Plane)) GMR multilayer film, or a tunnel. It includes a magnetoresistive film such as a magnetoresistive (TMR (Tunnel Magneto Resistance)) multilayer film, and senses a signal magnetic field from a magnetic disk with very high sensitivity.

MR積層体332は、例えば、TMR効果多層膜を含む場合、IrMn、PtMn、NiMn、RuRhMn等からなる厚さ5〜15nm程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるCoFe等、又はRu等の非磁性金属層を挟んだ2層のCoFe等から構成されており反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばAl、AlCu等からなる厚さ0.5〜1nm程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ1nm程度のCoFe等と厚さ3〜4nm程度のNiFe等との2層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。   When the MR multilayer 332 includes, for example, a TMR effect multilayer film, the antiferromagnetic layer having a thickness of about 5 to 15 nm made of IrMn, PtMn, NiMn, RuRhMn, and the like, and CoFe that is a ferromagnetic material, for example, or Ru A magnetization pinned layer composed of two layers of CoFe or the like with a nonmagnetic metal layer or the like sandwiched therebetween and the magnetization direction of which is pinned by an antiferromagnetic layer, and a thickness of 0.5 to 1 nm made of, for example, Al or AlCu A tunnel barrier layer made of a non-magnetic dielectric material in which a metal film of a degree is oxidized by oxygen introduced into the vacuum apparatus or by natural oxidation, and a CoFe having a thickness of about 1 nm, for example, a ferromagnetic material, A magnetization free layer that is composed of a two-layer film of about 4 nm of NiFe or the like and that forms a tunnel exchange coupling with the magnetization fixed layer via the tunnel barrier layer is sequentially laminated. Have a structure.

MR効果素子33と導波路35との間には、下部シールド層330と同様の材料からなる素子間シールド層148が形成されている。素子間シールド層148は、MR効果素子33を、電磁コイル素子34より発生する磁界から遮断して読み出しの際の外来ノイズを防止する役割を果たす。また、素子間シールド層148と導波路35との間に、さらに、バッキングコイル部が形成されていてもよい。バッキングコイル部は、電磁コイル素子34から発生してMR効果素子33の上下部電極層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去(WATE)現象の抑制を図るものである。   An inter-element shield layer 148 made of the same material as that of the lower shield layer 330 is formed between the MR effect element 33 and the waveguide 35. The inter-element shield layer 148 plays a role of blocking the MR effect element 33 from the magnetic field generated by the electromagnetic coil element 34 and preventing external noise during reading. Further, a backing coil portion may be further formed between the inter-element shield layer 148 and the waveguide 35. The backing coil section generates a magnetic flux that is generated from the electromagnetic coil element 34 and cancels the magnetic flux loop passing through the upper and lower electrode layers of the MR effect element 33, and is a wide adjacent track that is an unnecessary write or erase operation on the magnetic disk. This is intended to suppress the erasing (WAIT) phenomenon.

MR積層体332の媒体対向面Sとは反対側のシールド層330、334間、シールド層330、334、148の媒体対向面Sとは反対側、下部シールド層330とスライダ基板220との間、及び、素子間シールド層148と導波路35との間にはアルミナ等から形成された絶縁層38が形成されている。   Between the shield layer 330 334 opposite to the medium facing surface S of the MR stack 332, between the shield layer 330 334 148 opposite to the medium facing surface S, between the lower shield layer 330 and the slider substrate 220, An insulating layer 38 made of alumina or the like is formed between the inter-element shield layer 148 and the waveguide 35.

なお、MR積層体332がCIP−GMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330の各々とMR積層体332との間に、アルミナ等により形成されたアルミナ等の絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、図示は省略するが、MR積層体332にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのMRリード導体層が形成される。一方、MR積層体332がCPP−GMR多層膜又はTMR多層膜を含む場合、上下部シールド層334及び330はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とMRリード導体層とは不要であって省略される。   When the MR multilayer 332 includes a CIP-GMR multilayer film, an insulating upper and lower shield made of alumina or the like is formed between each of the upper and lower shield layers 334 and 330 and the MR multilayer 332. Each gap layer is provided. Further, although not shown, an MR lead conductor layer for supplying a sense current to the MR multilayer 332 and taking out a reproduction output is formed. On the other hand, when the MR multilayer 332 includes a CPP-GMR multilayer film or a TMR multilayer film, the upper and lower shield layers 334 and 330 also function as upper and lower electrode layers, respectively. In this case, the upper and lower shield gap layers and the MR lead conductor layer are unnecessary and are omitted.

MR積層体332のトラック幅方向の両側には、磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、CoTa,CoCrPt,CoPt等の強磁性材料からなるハードバイアス層HM(図7参照)が形成される。   Hard bias layers HM (see FIG. 7) made of a ferromagnetic material such as CoTa, CoCrPt, and CoPt for applying a longitudinal bias magnetic field for stabilizing the magnetic domain are provided on both sides of the MR multilayer 332 in the track width direction. It is formed.

電磁コイル素子34は、垂直磁気記録用が好ましく、図4に示すように、主磁極層340、ギャップ層341a、コイル絶縁層341b、コイル層342、及び補助磁極層344を備えている。   The electromagnetic coil element 34 is preferably for perpendicular magnetic recording, and includes a main magnetic pole layer 340, a gap layer 341a, a coil insulating layer 341b, a coil layer 342, and an auxiliary magnetic pole layer 344, as shown in FIG.

主磁極層340は、コイル層342によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク(媒体)の記録層まで収束させながら導くための導磁路である。ここで、主磁極層340の媒体対向面S側の端部のトラック幅方向(図4の紙面奥行き方向)の幅及び積層方向(図4の左右方向)の厚みは、他の部分に比べて小さくすることが好ましい。この結果、高記録密度化に対応した微細で強い書き込み磁界を発生可能となる。   The main magnetic pole layer 340 is a magnetic path for guiding the magnetic flux induced by the coil layer 342 while converging it to the recording layer of the magnetic disk (medium) on which writing is performed. Here, the width in the track width direction (the depth direction in the drawing in FIG. 4) and the thickness in the stacking direction (the left-right direction in FIG. 4) of the end of the main magnetic pole layer 340 on the medium facing surface S side are compared with those in other portions. It is preferable to make it small. As a result, it is possible to generate a fine and strong write magnetic field corresponding to high recording density.

主磁極層340に磁気的に結合した補助磁極層344の媒体対向面S側の端部は、補助磁極層344の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部を形成している。補助磁極層344は、主磁極層340の媒体対向面S側の端部とアルミナ等の絶縁材料により形成されたギャップ層(クラッド)341a,コイル絶縁層341bを介して対向している。このような補助磁極層344を設けることによって、媒体対向面S近傍における補助磁極層344と主磁極層340との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。   The end portion on the medium facing surface S side of the auxiliary magnetic pole layer 344 magnetically coupled to the main magnetic pole layer 340 forms a trailing shield part having a wider layer cross section than the other part of the auxiliary magnetic pole layer 344. The auxiliary magnetic pole layer 344 faces the end of the main magnetic pole layer 340 on the medium facing surface S side via a gap layer (cladding) 341a and a coil insulating layer 341b formed of an insulating material such as alumina. By providing such an auxiliary magnetic pole layer 344, the magnetic field gradient between the auxiliary magnetic pole layer 344 and the main magnetic pole layer 340 in the vicinity of the medium facing surface S becomes steeper. As a result, the jitter of the signal output is reduced, and the error rate at the time of reading can be reduced.

補助磁極層344は、例えば、厚さ約0.5〜約5μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されている。   The auxiliary magnetic pole layer 344 is, for example, an alloy made of any two or three of Ni, Fe, and Co formed by using, for example, a frame plating method, a sputtering method or the like with a thickness of about 0.5 to about 5 μm. Or an alloy containing these as a main component and a predetermined element added thereto.

ギャップ層341aは、コイル層342と主磁極層340とを離間しており、例えば、厚さ約0.01〜約0.5μmの、例えばスパッタリング法、CVD法等を用いて形成されたAl又はDLC等から構成されている。 The gap layer 341a separates the coil layer 342 and the main magnetic pole layer 340. For example, Al 2 having a thickness of about 0.01 to about 0.5 μm and formed using, for example, a sputtering method, a CVD method, or the like. and a O 3 or DLC or the like.

コイル層342は、例えば、厚さ約0.5〜約3μmの、例えばフレームめっき法等を用いて形成されたCu等から構成されている。主磁極層340の後端と補助磁極層344の媒体対向面Sから離れた部分とが結合され、コイル層342はこの結合部分を取り囲むように形成されている。   The coil layer 342 is made of, for example, Cu having a thickness of about 0.5 to about 3 μm and formed by using, for example, a frame plating method. The rear end of the main magnetic pole layer 340 and the portion of the auxiliary magnetic pole layer 344 away from the medium facing surface S are coupled, and the coil layer 342 is formed so as to surround the coupled portion.

コイル絶縁層341bは、コイル層342と、補助磁極層344とを離間し、例えば、厚さ約0.1〜約5μmの熱硬化されたアルミナやレジスト層等の電気絶縁材料から構成されている。   The coil insulating layer 341b separates the coil layer 342 and the auxiliary magnetic pole layer 344, and is made of, for example, an electrically insulating material such as thermoset alumina or a resist layer having a thickness of about 0.1 to about 5 μm. .

図5は、熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram of the heat-assisted magnetic head 21.

配線部材203を構成する配線の1つは、電極パッド247及び電極パッド47を介してレーザダイオード40のカソードに電気的に接続されており、別の配線は電極パッド248及び電極パッド48を介してレーザダイオード40のアノードに電気的に接続されている。電極パッド247,248間に駆動電流を供給するとレーザダイオード40が発光する。この光は、平面導波路のコア及び媒体対向面S(図4参照)を介して磁気記録媒体の記録領域Rに照射される。   One of the wirings constituting the wiring member 203 is electrically connected to the cathode of the laser diode 40 via the electrode pad 247 and the electrode pad 47, and another wiring is connected via the electrode pad 248 and the electrode pad 48. The anode of the laser diode 40 is electrically connected. When a drive current is supplied between the electrode pads 247 and 248, the laser diode 40 emits light. This light is applied to the recording region R of the magnetic recording medium through the core of the planar waveguide and the medium facing surface S (see FIG. 4).

配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド237、ボンディングワイヤBW及び電極パッド371を介して電磁コイル素子34の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド237間に電圧を印加すると、磁気記録素子としての電磁コイル素子34に通電が行われ、書き込み磁界が発生する。熱アシスト磁気ヘッド21では、レーザダイオード40から出射された光は、平面導波路のコア35の光入射面354に入射して、媒体対向面Sに設けられた光出射面から出射し、磁気記録媒体の記録領域Rに照射される(図4参照)。したがって、媒体対向面に対向する磁気記録媒体の記録領域Rの温度が上昇し、記録領域Rの保持力が一時的に低下する。この保持力の低下期間内に電磁コイル素子34に通電を行い、書き込み磁界を発生させることで、記録領域Rに情報を書き込むことができる。   Another pair of wires constituting the wiring member 203 is connected to both ends of the electromagnetic coil element 34 via the electrode pad 237, the bonding wire BW, and the electrode pad 371, respectively. When a voltage is applied between the pair of electrode pads 237, the electromagnetic coil element 34 as a magnetic recording element is energized and a writing magnetic field is generated. In the heat-assisted magnetic head 21, the light emitted from the laser diode 40 is incident on the light incident surface 354 of the core 35 of the planar waveguide, is emitted from the light emitting surface provided on the medium facing surface S, and is subjected to magnetic recording. The recording area R of the medium is irradiated (see FIG. 4). Therefore, the temperature of the recording area R of the magnetic recording medium facing the medium facing surface rises, and the holding force of the recording area R temporarily decreases. Information can be written in the recording area R by energizing the electromagnetic coil element 34 and generating a write magnetic field within the holding power decrease period.

配線部材203を構成する別の一対の配線は、電極パッド238、ボンディングワイヤBW及び電極パッド373を介してMR効果素子33の両端にそれぞれ接続されている。一対の電極パッド238に電圧を印加するとMR効果素子33にセンス電流が流れる。記録領域Rに書き込まれた情報は、MR効果素子33にセンス電流を流すことで読み出すことができる。   Another pair of wirings constituting the wiring member 203 is connected to both ends of the MR effect element 33 via the electrode pad 238, the bonding wire BW, and the electrode pad 373, respectively. When a voltage is applied to the pair of electrode pads 238, a sense current flows through the MR effect element 33. Information written in the recording region R can be read by passing a sense current through the MR effect element 33.

図6は、媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。   FIG. 6 is a plan view of the main part of the magnetic head viewed from the medium facing surface side.

リーディング側すなわちスライダ基板220側の辺の長さがトレーリング側の辺の長さよりも短い逆台形となるように、媒体対向面S側の主磁極層340の先端は、先細り形状にされている。   The tip of the main magnetic pole layer 340 on the medium facing surface S side is tapered so that the length of the side on the leading side, that is, the side of the slider substrate 220 becomes an inverted trapezoid shorter than the length of the side on the trailing side. .

主磁極層340の媒体対向面側の端面には、ロータリーアクチュエータでの駆動により発生するスキュー角の影響によって隣接トラックに不要な書き込み等を及ぼさないように、ベベル角θが付けられている。ベベル角θの大きさは、例えば、15°程度である。実際に、書き込み磁界が主に発生するのは、トレーリング側の長辺近傍であり、磁気ドミナントの場合には、この長辺の長さによって書き込みトラックの幅が決定される。   The end face of the main magnetic pole layer 340 on the medium facing surface side is provided with a bevel angle θ so that unnecessary writing or the like is not exerted on an adjacent track due to the influence of a skew angle generated by driving with a rotary actuator. The magnitude of the bevel angle θ is, for example, about 15 °. Actually, the write magnetic field is mainly generated in the vicinity of the long side on the trailing side. In the case of a magnetic dominant, the width of the write track is determined by the length of the long side.

ここで、主磁極層340は、例えば、媒体対向面S側の端部での全厚が約0.01〜約0.5μmであって、この端部以外での全厚が約0.5〜約3.0μmの、例えばフレームめっき法、スパッタリング法等を用いて形成されたNi、Fe及びCoのうちいずれか2つ若しくは3つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から構成されていることが好ましい。また、トラック幅は、例えば、100nmとすることができる。   Here, the main magnetic pole layer 340 has, for example, a total thickness of about 0.01 to about 0.5 μm at the end on the medium facing surface S side, and a total thickness of other than this end is about 0.5. About 3.0 μm, for example, an alloy composed of any two or three of Ni, Fe and Co formed by using frame plating method, sputtering method or the like, or a predetermined element containing these as main components is added. It is preferable that it is comprised from the alloy etc. which were made. The track width can be set to 100 nm, for example.

図7は、熱アシスト磁気ヘッド21の主要部の斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view of the main part of the heat-assisted magnetic head 21.

導波路(コア)35の厚み方向をX軸、幅方向をY軸、長手方向をZ軸とした場合、レーザダイオード40の発光面からZ軸に沿って出射された光は、光入射面354に入射する。   When the thickness direction of the waveguide (core) 35 is the X axis, the width direction is the Y axis, and the longitudinal direction is the Z axis, the light emitted from the light emitting surface of the laser diode 40 along the Z axis is a light incident surface 354. Is incident on.

コア35は、MR効果素子33と電磁コイル素子34との間に位置していて集積面(YZ平面)2202(図4参照)と平行に延びており、磁気ヘッド部32の媒体体対向面Sから、磁気ヘッド部32の媒体対向面Sとは反対側の面32aまで延びており、本例では楕円形の板状のものである。コア35は、共に媒体対向面SからZ方向に延び、トラック幅方向において対向する2つの側面351a,351b、集積面2202と平行な2つの上面352a、下面352b、媒体対向面Sを形成する光出射面353、及び、光出射面353とは反対側の光入射面354を有している。導波路35の上面352a、下面352b、2つの側面351a、351bは、導波路35よりも屈折率が小さく導波路35に対するクラッドとして機能する絶縁層38と接している。   The core 35 is located between the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34, extends in parallel with the integration surface (YZ plane) 2202 (see FIG. 4), and the medium body facing surface S of the magnetic head unit 32. To the surface 32a opposite to the medium facing surface S of the magnetic head portion 32, and in this example is an elliptical plate. The core 35 extends in the Z direction from the medium facing surface S, and forms two side surfaces 351a and 351b facing each other in the track width direction, two upper surfaces 352a and 352b parallel to the accumulation surface 2202, and the medium facing surface S. The light emitting surface 353 and the light incident surface 354 opposite to the light emitting surface 353 are provided. The upper surface 352a, the lower surface 352b, and the two side surfaces 351a and 351b of the waveguide 35 are in contact with an insulating layer 38 that has a refractive index smaller than that of the waveguide 35 and functions as a cladding for the waveguide 35.

この導波路35は、光入射面354から入射した光を、この両側面351a、351b、及び上面352a、下面352bで反射させつつ、媒体対向面S側の端面である光出射面353に導くことが可能となっている。コア35のトラック幅方向の最大幅W35は例えば、1〜200μmとすることができ、厚みT35は例えば2〜10μmとすることができ、高さH35は10〜300μmとすることができる。   The waveguide 35 guides the light incident from the light incident surface 354 to the light emitting surface 353 which is the end surface on the medium facing surface S side while reflecting the light on both side surfaces 351a and 351b and the upper surface 352a and the lower surface 352b. Is possible. The maximum width W35 of the core 35 in the track width direction can be, for example, 1 to 200 μm, the thickness T35 can be, for example, 2 to 10 μm, and the height H35 can be 10 to 300 μm.

コア35は、何れの部分においても、絶縁層38を形成する材料よりも高い屈折率nを有する、例えばスパッタリング法等を用いて形成された誘電材料から構成されている。例えば、クラッドとしての絶縁層38が、SiO(n=1.5)から形成されている場合、コア35は、Al(n=1.63)から形成されていてもよい。さらに、絶縁層38が、Al(n=1.63)から形成されている場合、コア35は、Ta(n=2.16)、Nb(n=2.33)、TiO(n=2.3〜2.55)又はTiO(n=2.3〜2.55)から形成されていてもよい。コア35をこのような材料で構成することによって、材料そのものが有する良好な光学特性によるだけではなく、界面での全反射条件が整うことによって、レーザ光の伝播損失が小さくなり、近接場光の発生効率が向上する。 The core 35 is made of a dielectric material having a refractive index n higher than that of the material forming the insulating layer 38, for example, using a sputtering method or the like in any part. For example, when the insulating layer 38 as a clad is formed from SiO 2 (n = 1.5), the core 35 may be formed from Al 2 O 3 (n = 1.63). Further, when the insulating layer 38 is made of Al 2 O 3 (n = 1.63), the core 35 is composed of Ta 2 O 5 (n = 2.16), Nb 2 O 5 (n = 2.2. 33), TiO (n = 2.3 to 2.55), or TiO 2 (n = 2.3 to 2.55). By configuring the core 35 with such a material, not only the good optical characteristics of the material itself but also the total reflection conditions at the interface are adjusted, so that the propagation loss of the laser light is reduced, and the near-field light is reduced. The generation efficiency is improved.

近接場光発生部36は、導波路35の光出射面353のほぼ中央に配置されている板状部材である。近接場光発生部36は、その端面が媒体対向面Sに露出するように導波路35の光出射面353に埋設されている。   The near-field light generating unit 36 is a plate-like member that is disposed substantially at the center of the light emitting surface 353 of the waveguide 35. The near-field light generating unit 36 is embedded in the light emitting surface 353 of the waveguide 35 so that the end surface thereof is exposed to the medium facing surface S.

磁気記録媒体は発光素子からの光を直接照射することによっても加熱されるが、本発明の熱アシスト磁気ヘッド21は、コア35の光出射面353に設けられた近接場光発生部36を備えている。この場合、これにレーザダイオード40からの光が近接場光発生部36に照射されることで近接場光が発生する。近接場光発生部36に光を照射すると、近接場光発生部36を構成する金属内の電子がプラズマ振動し、その先端部において電界の集中が生じる。この近接場光の拡がりは、プラズモン・プローブ先端部の半径程度となるため、この先端部の半径をトラック幅以下とすれば、擬似的に出射光が回折限界以下にまで絞り込まれた効果を奏する。   Although the magnetic recording medium is also heated by directly irradiating light from the light emitting element, the heat-assisted magnetic head 21 of the present invention includes a near-field light generating unit 36 provided on the light emitting surface 353 of the core 35. ing. In this case, near-field light is generated by irradiating the near-field light generator 36 with light from the laser diode 40. When the near-field light generating part 36 is irradiated with light, electrons in the metal constituting the near-field light generating part 36 vibrate in plasma, and an electric field is concentrated at the tip part. Since the spread of the near-field light is about the radius of the tip of the plasmon probe, if the radius of the tip is set to be equal to or less than the track width, there is an effect that the emitted light is artificially narrowed to the diffraction limit or less. .

また、コア36の光入射面354の外側には、レーザダイオード40からの入射光の一部が漏れることになるが、この漏れ光が迷光として機能することは好ましくない。そこで、熱アシスト磁気ヘッド21は、コア35の周囲に設けられたクラッド(絶縁層38,ギャップ層341a)と、このクラッドに接触した金属とを備えることとした。すなわち、クラッドに金属を接触させておくと、漏れ光が金属に吸収される。この金属としては、絶縁層38(図4参照)に直接接触したCuなどの金属層ME又は、絶縁層38又はギャップ層341aに接触した金属製のコイル層(螺旋コイル)342を用いることができる。コイル層342は書き込み磁界の発生も兼用している。クラッドはコア35の周囲に設けられており、コア内に入射した光を閉じ込める。   Further, a part of the incident light from the laser diode 40 leaks outside the light incident surface 354 of the core 36, but it is not preferable that this leaked light functions as stray light. Therefore, the thermally-assisted magnetic head 21 includes a clad (insulating layer 38, gap layer 341a) provided around the core 35 and a metal in contact with the clad. That is, if a metal is brought into contact with the clad, leaked light is absorbed by the metal. As this metal, a metal layer ME such as Cu directly in contact with the insulating layer 38 (see FIG. 4), or a metal coil layer (spiral coil) 342 in contact with the insulating layer 38 or the gap layer 341a can be used. . The coil layer 342 also serves to generate a write magnetic field. The clad is provided around the core 35 and confines light incident in the core.

主磁極層340は、コイル層342の螺旋中心から媒体対向面Sに向けて延びている。コイル層342に通電を行うと、主磁極層340を介して磁界が媒体対向面Sまで導かれ、媒体対向面Sから外方に広がる書き込み磁界を発生させることができるが、その一方で、コイル層342が金属からなり、クラッドに接触しているので、漏れ光も吸収することができる。また、光入射面354の周囲に遮光膜を設けても良い。   The main magnetic pole layer 340 extends from the spiral center of the coil layer 342 toward the medium facing surface S. When the coil layer 342 is energized, a magnetic field is guided to the medium facing surface S through the main magnetic pole layer 340, and a writing magnetic field spreading outward from the medium facing surface S can be generated. Since the layer 342 is made of metal and is in contact with the clad, leakage light can also be absorbed. Further, a light shielding film may be provided around the light incident surface 354.

また、光入射面354は、XY平面(レーザダイオード40の光出射面)に対して傾斜していることが好ましく、この場合には、光入射面354で反射された光がレーザダイオード40側へ戻らなくなるため、レーザダイオード40の寿命を延ばすことが可能となる。   The light incident surface 354 is preferably inclined with respect to the XY plane (the light emitting surface of the laser diode 40). In this case, the light reflected by the light incident surface 354 is directed to the laser diode 40 side. Since it does not return, the life of the laser diode 40 can be extended.

以上の熱アシスト磁気ヘッド21は、媒体対向面S、媒体対向面Sの反対側に位置する第1面2201、及び媒体対向面と第1面2201との間に位置する側面を有するスライダ基板220と、媒体対向面S側に光出射面353を有する平面導波路のコア35と、光出射面353に近接した磁気記録素子34とを有し、スライダ基板220の側面の一つに固定された磁気ヘッド部32と、第1面2201に固定された第2面2300を有する光源支持基板230と、コア35の光入射面354に対向し、光源支持基板230に固定された発光素子40とを備えている(図4参照)。なお、近接とは光出射面353によって加熱された磁気記録媒体の記録領域が、元の温度に戻る前に磁気記録素子34からの磁界を当該記録領域に与えることが可能な距離である。また、コア35のX軸方向の厚みは一定であり、XY断面は四角形である。   The above-described heat-assisted magnetic head 21 has a slider substrate 220 having a medium facing surface S, a first surface 2201 located on the opposite side of the medium facing surface S, and a side surface located between the medium facing surface and the first surface 2201. A planar waveguide core 35 having a light exit surface 353 on the medium facing surface S side, and a magnetic recording element 34 close to the light exit surface 353, and fixed to one of the side surfaces of the slider substrate 220. A magnetic head unit 32, a light source support substrate 230 having a second surface 2300 fixed to the first surface 2201, and a light emitting element 40 facing the light incident surface 354 of the core 35 and fixed to the light source support substrate 230. (See FIG. 4). Note that the proximity means a distance at which the recording area of the magnetic recording medium heated by the light emitting surface 353 can apply a magnetic field from the magnetic recording element 34 to the recording area before returning to the original temperature. Further, the thickness of the core 35 in the X-axis direction is constant, and the XY cross section is a quadrangle.

光源支持基板230にはレーザダイオード40が固定されており、スライダ基板220の第1面2201は光源支持基板230の第2面2300に固定されているので、スライダ基板220とレーザダイオード40との位置関係が固定される。レーザダイオード40はコアの光入射面354に対向しているので、従来のような長距離の光伝播は行われず、取り付け誤差や光の結合損失を許容して、発光素子の出射光を媒体対向面まで導くことができる。   Since the laser diode 40 is fixed to the light source support substrate 230 and the first surface 2201 of the slider substrate 220 is fixed to the second surface 2300 of the light source support substrate 230, the position of the slider substrate 220 and the laser diode 40 is fixed. The relationship is fixed. Since the laser diode 40 faces the light incident surface 354 of the core, light propagation over a long distance as in the conventional case is not performed, and mounting light and coupling loss of light are allowed, and light emitted from the light emitting element is opposed to the medium. Can lead to the surface.

また、光入射面354における入射光重心位置Gを含むXY平面内のX軸に沿った光強度分布のスポット径又は半値幅は、コア35の厚みT35よりも大きく設定されている。   Further, the spot diameter or half-value width of the light intensity distribution along the X axis in the XY plane including the incident light barycentric position G on the light incident surface 354 is set to be larger than the thickness T35 of the core 35.

図8は、コア35のYZ平面内における断面を示す図である。   FIG. 8 is a view showing a cross section of the core 35 in the YZ plane.

コア35の光入射面354と光源(レーザダイオード40の出光端400)との間の物質の屈折率をn、コア35の屈折率をn、楕円の方程式をZ/a+Y/b=1、楕円の重心位置Oから光源側の焦点F1までの距離を|a−b|、重心位置Oから光入射面354までの距離をL、光入射面354から焦点F1までの距離をL、Z軸上の出射端400の位置をF1’、光入射面354から出射端400までの距離をLとする。重心位置Oから他方の焦点F2の位置する光出射面353までの距離をLとする。 The refractive index of the substance between the light incident surface 354 of the core 35 and the light source (light emitting end 400 of the laser diode 40) is n 1 , the refractive index of the core 35 is n 2 , and the elliptic equation is Z 2 / a 2 + Y 2. / B 2 = 1, the distance from the center of gravity O of the ellipse to the light source side focal point F 1 is | a 2 −b 2 |, the distance from the center of gravity O to the light incident surface 354 is L 3 , and the focal point from the light incident surface 354 is the distance to the F1 position of the exit end 400 of the L 2, Z axis F1 ', the distance from the light incident surface 354 to the exit end 400 and L 1. The distance from the gravity center position O to the light exit surface 353 to the position of the other focal point F2 and L 4.

コア35が完全な楕円であると仮定し、一方の焦点F1からZ軸と角度θを成して出射し、コア35の内面で反射されて他方の焦点F2上に集光する光線γに着目する。コア35と焦点F1との間には、屈折率nの物質が介在しているので、出射端400から出射されたレーザ光も、コア35内においては、結果的に光線γと同一の経路を通させることができる。この時の出射端400から出射されたレーザ光がZ軸となる角度をθとする。各パラメータは以下の関係を有する。
・nsinθ=nsinθ
・Ltanθ=Ltanθ
Assuming that the core 35 is a perfect ellipse, the light beam γ is emitted from one focal point F1 at an angle θ 2 with respect to the Z axis, reflected by the inner surface of the core 35, and condensed on the other focal point F2. Pay attention. Since a substance having a refractive index n 1 is interposed between the core 35 and the focal point F 1 , the laser beam emitted from the emission end 400 also results in the same path as the light ray γ in the core 35. Can pass through. The angle at which the laser beam emitted from the emission end 400 at this time becomes the Z axis is defined as θ 1 . Each parameter has the following relationship.
N 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2
・ L 1 tan θ 1 = L 2 tan θ 2

したがって、出射端400から出射されたレーザ光が光線γと同一の経路を通るためには、以下の条件が満たされている必要がある。但し、n>nsinθである。
・L=(ncosθ)/(n −n sinθ1/2
Therefore, in order for the laser light emitted from the emission end 400 to pass through the same path as the light ray γ, the following conditions must be satisfied. However, it is n 2> n 1 sinθ 1.
L 1 = (n 1 L 2 cos θ 1 ) / (n 2 2 −n 1 2 sin 2 θ 1 ) 1/2

なお、楕円の重心位置Oからの出射端400までの距離はL+Lである。光入射面354の方程式はZ=L、光出射面353の方程式はZ=L=L+Lである。 Note that the distance from the center of gravity O of the ellipse to the emission end 400 is L 3 + L 1 . The equation for the light incident surface 354 is Z = L 3 , and the equation for the light exit surface 353 is Z = L 4 = L 2 + L 3 .

このように、YZ平面内におけるコア35の外縁は楕円の一部を構成しており、光入射面354に入射した光は当該楕円の焦点F2に向けて集光する。すなわち、コア35は集光レンズとして機能しており、楕円形状のレンズの一方の焦点位置F1から出射された発散光は、他方の焦点位置F2に集光する。レーザダイオード40からの光は、広がり角を有しているが、レーザダイオード40を一方の焦点位置F1に配置することで、平行光生成用のコリメータレンズを別に用いることなく、他方の焦点位置F2に集光を行うことができる。したがって、集光位置精度を向上させることができ、高密度記録を行うことが可能となる。   Thus, the outer edge of the core 35 in the YZ plane forms a part of an ellipse, and the light incident on the light incident surface 354 is condensed toward the focal point F2 of the ellipse. That is, the core 35 functions as a condensing lens, and diverging light emitted from one focal position F1 of the elliptical lens is condensed at the other focal position F2. The light from the laser diode 40 has a divergence angle, but by arranging the laser diode 40 at one focal position F1, the other focal position F2 is used without using a collimator lens for generating parallel light separately. Can be condensed. Therefore, the light collection position accuracy can be improved, and high density recording can be performed.

なお、上述のように、レーザダイオード40からの光線を他方の焦点位置F2に集光させるために、必ずしもレーザダイオード40を一方の焦点位置F1に配置する必要はない。すなわち、レーザダイオード40(出射端400)を一方の焦点位置F1から離隔してF1’上に配置した場合においても、その光線γのコア35内の経路は、光入射面354とレーザダイオード40との間の物質の屈折率n1とコア35の屈折率nの関係を適当に設定することにより、レーザダイオード40を一方の焦点位置F1に配置した場合の光線のコア内の経路と一致させることができる。 As described above, in order to focus the light beam from the laser diode 40 on the other focal position F2, it is not always necessary to arrange the laser diode 40 at the one focal position F1. That is, even when the laser diode 40 (outgoing end 400) is arranged on F1 ′ apart from one focal position F1, the path of the light ray γ in the core 35 is the light incident surface 354 and the laser diode 40. by properly setting the relationship between the refractive index n 2 of the refractive index n1 and the core 35 of material between the, to match the path of the rays of the core in the case where a laser diode 40 at one focal point F1 Can do.

また、コア35の光入射面354及び光出射面353は、それぞれXY平面に略平行であって、光出射面353は楕円の焦点F2を含む位置の近傍に設けられている。この場合、平行光生成用のコリメータレンズを別に用いることなく、より好適に他方の焦点位置F2に集光を行うことができる。ここで、略平行とは集光機能が阻害されない程度の傾斜を許容し、また、光入射面354の若干の傾斜はレーザダイオード40への反射戻り光を抑制することができる。   The light incident surface 354 and the light emitting surface 353 of the core 35 are substantially parallel to the XY plane, and the light emitting surface 353 is provided in the vicinity of the position including the elliptical focal point F2. In this case, it is possible to focus light on the other focal position F2 more preferably without using a collimator lens for generating parallel light. Here, the term “substantially parallel” allows an inclination to the extent that the light collecting function is not hindered, and a slight inclination of the light incident surface 354 can suppress the reflected return light to the laser diode 40.

また、光出射面353の位置と焦点位置F2とは完全に一致している必要はなく、プラズモン・プローブの先端部の曲率半径rの100倍以内で一致していれば、十分に集光が行えているものとする。なお、プラズモン・プローブの先端部の曲率半径は最小で10nm以下にすることが可能である。プラズモン・プローブの先端部の曲率半径rを20nmとすれば、光出射面353の位置と焦点位置F2とは2000nm(=2μm)以下の誤差で一致していればよい。   Further, the position of the light emitting surface 353 and the focal position F2 do not have to be completely coincident with each other. If they coincide with each other within 100 times the radius of curvature r of the tip of the plasmon probe, the light is sufficiently condensed. It is assumed that it can be done. Note that the radius of curvature of the tip of the plasmon probe can be made 10 nm or less at the minimum. Assuming that the radius of curvature r of the tip of the plasmon probe is 20 nm, the position of the light emitting surface 353 and the focal position F2 need only coincide with each other with an error of 2000 nm (= 2 μm) or less.

図9は、媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。   FIG. 9 is a perspective view of the near-field light generator (plasmon probe) 36 as viewed from the medium facing surface S. FIG.

近接場光発生部36は、媒体対向面Sから見て三角形状を呈し、導電材料により形成されている。三角形の底辺36dがスライダ基板220の集積面2202と平行すなわちトラック幅方向と平行に配置され、底辺と向き合う頂点36cが底辺36dよりも電磁コイル素子34の主磁極層340側に配置されており、具体的には、頂点36cが主磁極層340のリーディング側エッジEと対向するように配置されている。近接場光発生部36の好ましい形態は、底辺36dの両端の2つの底角がいずれも同じとされた二等辺三角形である。   The near-field light generator 36 has a triangular shape when viewed from the medium facing surface S, and is formed of a conductive material. A triangular base 36d is arranged parallel to the integration surface 2202 of the slider substrate 220, that is, parallel to the track width direction, and a vertex 36c facing the base is arranged closer to the main magnetic pole layer 340 of the electromagnetic coil element 34 than the base 36d. Specifically, the apex 36 c is disposed so as to face the leading edge E of the main magnetic pole layer 340. A preferred form of the near-field light generator 36 is an isosceles triangle in which the two base angles at both ends of the base 36d are the same.

近接場光発生部36の頂点36cの曲率半径rは5〜100nmとすることが好ましい。三角形の高さH36は、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。底辺36dの幅Wは、入射されるレーザ光の波長よりも十分に小さく、20〜400nmとすることが好ましい。頂点36cの角度βは例えば60度である。   The radius of curvature r of the apex 36c of the near-field light generator 36 is preferably 5 to 100 nm. The height H36 of the triangle is preferably smaller than the wavelength of the incident laser beam and is preferably 20 to 400 nm. The width W of the base 36d is preferably sufficiently smaller than the wavelength of the incident laser light and is preferably 20 to 400 nm. The angle β of the vertex 36c is 60 degrees, for example.

近接場光発生部36の厚みT36は10〜100nmとすることが好ましい。   The thickness T36 of the near-field light generator 36 is preferably 10 to 100 nm.

このような近接場光発光部36がコア35の光出射面353に設けられていると、近接場光発光部36の頂点36c近傍に電界が集中して頂点36c近傍から媒体に向かって近接場光が発生する。   When such a near-field light emitting unit 36 is provided on the light emitting surface 353 of the core 35, the electric field is concentrated in the vicinity of the vertex 36c of the near-field light emitting unit 36, and the near field from the vicinity of the vertex 36c toward the medium. Light is generated.

近接場光は、入射されるレーザ光の波長及びコア35の形状にも依存するが、一般に、媒体対向面Sから見て近接場光発生部36の境界で最も強い強度を有する。特に、本実施形態では、近接場光発生部36に到達する光の電界ベクトルは、レーザダイオード40の積層方向(X方向)となる。したがって、頂点36c近傍にて最も強い近接場光の放射が起こる。すなわち、磁気ディスクの記録層部分を光により加熱する熱アシスト作用において、この頂点36c近傍と対向する部分が、主要な加熱作用部分となる。   The near-field light generally has the strongest intensity at the boundary of the near-field light generating unit 36 when viewed from the medium facing surface S, although it depends on the wavelength of the incident laser light and the shape of the core 35. In particular, in the present embodiment, the electric field vector of the light reaching the near-field light generating unit 36 is the stacking direction (X direction) of the laser diode 40. Therefore, the strongest near-field light is emitted in the vicinity of the vertex 36c. That is, in the heat assisting action of heating the recording layer part of the magnetic disk with light, the part facing the vicinity of the apex 36c becomes the main heating action part.

この近接場光の電界強度は、入射光に比べて桁違いに強く、この非常に強力な近接場光が、磁気ディスク表面の対向する局所部分を急速に加熱する。これにより、この局所部分の保磁力が、書き込み磁界による書き込みが可能な大きさまでに低下するので、高密度記録用の高保磁力の磁気ディスクを使用しても、電磁コイル素子34による書き込みが可能となる。なお、近接場光は、媒体対向面Sから磁気ディスクの表面に向かって、10〜30nm程度の深さまで到達する。従って、10nm又はそれ以下の浮上量である現状において、近接場光は、十分に記録層部分に到達することができる。また、このように発生する近接場光のトラック幅方向の幅や媒体移動方向の幅は、上述の近接場光の到達深さと同程度であって、また、この近接場光の電界強度は、距離が離れるに従って指数関数的に減衰するので、非常に局所的に磁気ディスクの記録層部分を加熱することができる。   The electric field strength of this near-field light is orders of magnitude stronger than that of incident light, and this very strong near-field light rapidly heats the opposing local portion of the magnetic disk surface. As a result, the coercive force of this local portion is reduced to a size that allows writing by a write magnetic field, so that even if a high coercivity magnetic disk for high-density recording is used, writing by the electromagnetic coil element 34 is possible. Become. The near-field light reaches a depth of about 10 to 30 nm from the medium facing surface S toward the surface of the magnetic disk. Accordingly, in the present situation where the flying height is 10 nm or less, the near-field light can sufficiently reach the recording layer portion. Further, the width of the near-field light generated in this way in the track width direction and the width in the medium movement direction is approximately the same as the above-mentioned depth of arrival of the near-field light, and the electric field intensity of the near-field light is Since it decays exponentially as the distance increases, the recording layer portion of the magnetic disk can be heated very locally.

図10は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の長さH36=100nmである。   FIG. 10 is a graph showing the relationship between the wavelength λ (nm) of the incident light to the near-field light generating unit 36 and the near-field light intensity I (au). Note that the length H36 of the near-field light generator 36 is 100 nm.

近接場光発生部36としてAlを用いた場合には入射光の波長λ(nm)が350nm付近に近接場光の強度ピークを有し、Agを用いた場合には530nm付近に強度ピークを有し、Auを用いた場合には650nm付近に強度ピークを有する。近接場光発生部36の材料としては、Al、Ag、Auの他、Cu、Pd、Pt、Rh又はIrを用いることができる。また、近接場光発生部36の材料として、これらの金属材料のうちのいくつかの組合せからなる合金を採用することもできる。   When Al is used as the near-field light generating unit 36, the incident light wavelength λ (nm) has an intensity peak of near-field light near 350 nm, and when Ag is used, it has an intensity peak near 530 nm. However, when Au is used, it has an intensity peak near 650 nm. As a material of the near-field light generating part 36, Cu, Pd, Pt, Rh, or Ir can be used in addition to Al, Ag, Au. Further, as the material of the near-field light generating part 36, an alloy made of some combination of these metal materials can be adopted.

図11は、近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。なお、近接場光発生部36の材料はAuであり、長さH36は100nm、200nm、300nmである。長さH36は20〜400nmが好ましいが、短波長の光を入射させた方が、スペクトルの半値幅を狭くなる傾向にあり、入射光波長の揺らぎに対する近接場光強度変動の耐性が高くなる。
(光源ユニット)
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the wavelength λ (nm) of the incident light to the near-field light generator 36 and the near-field light intensity I (au). The material of the near-field light generator 36 is Au, and the length H36 is 100 nm, 200 nm, or 300 nm. The length H36 is preferably 20 to 400 nm. However, when the light having a short wavelength is incident, the half-value width of the spectrum tends to be narrowed, and resistance to fluctuations in the near-field light intensity against fluctuations in the incident light wavelength is increased.
(Light source unit)

次いで、図3及び図4を再び参照して、熱アシスト磁気ヘッド21の光源ユニット23の構成要素について説明する。   Next, the components of the light source unit 23 of the thermally-assisted magnetic head 21 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 again.

光源ユニット23は、光源支持基板230、及び、外形形状が板状のレーザダイオード(発光素子)40を主として備えている。   The light source unit 23 mainly includes a light source support substrate 230 and a laser diode (light emitting element) 40 having a plate-like outer shape.

光源支持基板230はアルティック(Al−TiC)等からなる基板であり、スライダ基板220の背面2201に接着している接着面2300を有している。接着面2300にはアルミナ等の断熱層230aが形成されている。この接着面2300を底面とした際の一つの側面である素子形成面2302上に、アルミナ等の絶縁材料から形成された絶縁層41が設けられており、この絶縁層41の上に、電極パッド47、48が形成され、電極パッド47上にレーザダイオード40が固定されている。 The light source support substrate 230 is a substrate made of AlTiC (Al 2 O 3 —TiC) or the like, and has a bonding surface 2300 bonded to the back surface 2201 of the slider substrate 220. A heat insulating layer 230 a such as alumina is formed on the bonding surface 2300. An insulating layer 41 made of an insulating material such as alumina is provided on an element forming surface 2302 which is one side surface when the adhesive surface 2300 is a bottom surface. An electrode pad is formed on the insulating layer 41. 47 and 48 are formed, and the laser diode 40 is fixed on the electrode pad 47.

電極パッド47、48は、絶縁層41の表面かつ媒体対向面Sと交差する面411、言い換えると、スライダ基板220の集積面2202と平行な面411上に、レーザ駆動用に形成されている。   The electrode pads 47 and 48 are formed for laser driving on the surface 411 intersecting the surface of the insulating layer 41 and the medium facing surface S, in other words, the surface 411 parallel to the integration surface 2202 of the slider substrate 220.

電極パッド47は、図4に示すように、絶縁層41内に設けられたビアホール47aにより光源支持基板230と電気的に接続されている。また、電極パッド47は、レーザダイオード40駆動時の熱をビアホール47aを介して光源支持基板230側へ逃がすためのヒートシンクとしても機能する。   As shown in FIG. 4, the electrode pad 47 is electrically connected to the light source support substrate 230 through a via hole 47 a provided in the insulating layer 41. The electrode pad 47 also functions as a heat sink for releasing heat when driving the laser diode 40 to the light source support substrate 230 side through the via hole 47a.

電極パッド47は、図3に示すように、絶縁層41の面411の中央部にトラック幅方向に伸びて形成されている。一方、電極パッド48は、電極パッド47からトラック幅方向に離間した位置に形成されている。各電極パッド47、48は、半田リフローによるフレクシャ201との接続のために、さらに、フレクシャ201側に向かって延びている。   As shown in FIG. 3, the electrode pad 47 is formed at the center of the surface 411 of the insulating layer 41 so as to extend in the track width direction. On the other hand, the electrode pad 48 is formed at a position separated from the electrode pad 47 in the track width direction. The electrode pads 47 and 48 further extend toward the flexure 201 side for connection to the flexure 201 by solder reflow.

電極パッド47、48は、それぞれ、フレクシャ201の電極パッド247、248とリフロー半田により電気的に接続されており、これにより光源の駆動が可能となっている。また、電極パッド47は上述のように光源支持基板230と電気的に接続されているため、電極パッド247により光源支持基板230の電位を例えばグラウンド電位に制御することが可能となっている。   The electrode pads 47 and 48 are electrically connected to the electrode pads 247 and 248 of the flexure 201 by reflow soldering, respectively, so that the light source can be driven. Further, since the electrode pad 47 is electrically connected to the light source support substrate 230 as described above, the potential of the light source support substrate 230 can be controlled to, for example, the ground potential by the electrode pad 247.

電極パッド47、48は、例えば、厚さ10nm程度のTa、Ti等からなる下地層を介して形成された、厚さ1〜3μm程度の、例えば真空蒸着法やスパッタリング法等を用いて形成されたAu、Cu等の層から形成することができ。   The electrode pads 47 and 48 are formed by using, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method having a thickness of about 1 to 3 μm formed through an underlayer made of Ta, Ti or the like having a thickness of about 10 nm. It can be formed from a layer of Au, Cu or the like.

そして、レーザダイオード40は、電極パッド47の上にAu−Sn等の導電性の半田材料からなる半田層42(図4参照)により電気的に接続されている。このとき、レーザダイオード40は、電極パッド47の一部のみを覆うように電極パッド47に対して配置されている。   The laser diode 40 is electrically connected to the electrode pad 47 by a solder layer 42 (see FIG. 4) made of a conductive solder material such as Au—Sn. At this time, the laser diode 40 is disposed with respect to the electrode pad 47 so as to cover only a part of the electrode pad 47.

図12は、レーザダイオード40の斜視図である。   FIG. 12 is a perspective view of the laser diode 40.

レーザダイオード40は、通常、光学系ディスクストレージに使用されるものと同じ構造を有していてよく、例えば、n電極40aと、n−GaAs基板40bと、n−InGaAlPクラッド層40cと、第1のInGaAlPガイド層40dと、多重量子井戸(InGaP/InGaAlP)等からなる活性層40eと、第2のInGaAlPガイド層40fと、p−InGaAlPクラッド層40gと、n−GaAs電流阻止層40hと、p−GaAsコンタクト層40iと、p電極40jとが順次積層された構造を有する。これらの多層構造の劈開面の前後には、全反射による発振を励起するためのSiO、Al等からなる反射膜50及び51が成膜されており、レーザ光が放射される出光端400には、一方の反射膜50における活性層40eの位置に開口が設けられている。このようなレーザダイオード40は、膜厚方向に電圧が印加されることにより、出光端400からレーザ光を出射する。 The laser diode 40 may have the same structure as that normally used for optical disk storage. For example, the n-electrode 40a, the n-GaAs substrate 40b, the n-InGaAlP cladding layer 40c, and the first An InGaAlP guide layer 40d, an active layer 40e made of multiple quantum wells (InGaP / InGaAlP), a second InGaAlP guide layer 40f, a p-InGaAlP cladding layer 40g, an * n-GaAs current blocking layer 40h, A p-GaAs contact layer 40i and a p-electrode 40j are sequentially stacked. Reflective films 50 and 51 made of SiO 2 , Al 2 O 3 or the like for exciting oscillation due to total reflection are formed before and after the cleavage planes of these multilayer structures, and the emitted light from which laser light is emitted At the end 400, an opening is provided at the position of the active layer 40e in one reflective film 50. Such a laser diode 40 emits laser light from the light emitting end 400 when a voltage is applied in the film thickness direction.

放射されるレーザ光の波長λは、例えば600〜650nm程度である。ただし、近接場光発生部36の金属材料に応じた適切な励起波長が存在することに留意しなければならない。例えば、近接場光発生部36としてAuを用いる場合、レーザ光の波長λは、600nm近傍が好ましい。 The wavelength λ L of the emitted laser light is, for example, about 600 to 650 nm. However, it should be noted that there is an appropriate excitation wavelength according to the metal material of the near-field light generating unit 36. For example, when Au is used as the near-field light generator 36, the wavelength λ L of the laser light is preferably near 600 nm.

レーザダイオード40の大きさは、上述したように、例えば、幅(W40)が200〜350μm、長さ(奥行き、L40)が250〜600μm、厚み(T40)が60〜200μm程度である。ここで、レーザダイオード40の幅W40は、電流阻止層40hの対向端の間隔を下限として、例えば、100μm程度までに小さくすることができる。ただし、レーザダイオード40の長さは、電流密度と関係する量であり、それほど小さくすることはできない。いずれにしても、レーザダイオード40に関しては、搭載の際のハンドリングを考慮して、相当の大きさが確保されることが好ましい。   As described above, the size of the laser diode 40 is, for example, about 200 to 350 μm in width (W40), 250 to 600 μm in length (depth, L40), and about 60 to 200 μm in thickness (T40). Here, the width W40 of the laser diode 40 can be reduced to, for example, about 100 μm, with the interval between the opposing ends of the current blocking layer 40h as a lower limit. However, the length of the laser diode 40 is an amount related to the current density and cannot be made so small. In any case, it is preferable that the laser diode 40 has a considerable size in consideration of handling during mounting.

また、このレーザダイオード40の駆動においては、ハードディスク装置内の電源が使用可能である。実際、ハードディスク装置は、通常、例えば2V程度の電源を備えており、レーザ発振動作には十分の電圧を有している。また、レーザダイオード40の消費電力も、例えば、数十mW程度であり、ハードディスク装置内の電源で十分に賄うことができる。   In driving the laser diode 40, a power source in the hard disk device can be used. Actually, the hard disk device usually has a power supply of about 2 V, for example, and has a sufficient voltage for the laser oscillation operation. The power consumption of the laser diode 40 is, for example, about several tens of mW, and can be sufficiently covered by the power supply in the hard disk device.

レーザダイオード40のn電極40aが電極パッド47にAuSn等の半田層42(図4参照)により固定されている。ここで、レーザダイオード40の出光端(光出射面)400が図4の下向き(−Z方向)、すなわち出光端400が接着面2300と平行になるようにレーザダイオード40が光源支持基板230に固定されており、出光端400はスライダ22の導波路35の光入射面354と対向可能となっている。実際のレーザダイオード40の固定においては、例えば、電極パッド47の表面に厚さ0.7〜1μm程度のAuSn合金の蒸着膜を成膜し、レーザダイオード40を乗せた後、熱風ブロア下でホットプレート等による200〜300℃程度までの加熱を行って固定すればよい。   The n-electrode 40a of the laser diode 40 is fixed to the electrode pad 47 by a solder layer 42 (see FIG. 4) such as AuSn. Here, the laser diode 40 is fixed to the light source support substrate 230 so that the light emitting end (light emitting surface) 400 of the laser diode 40 faces downward (−Z direction) in FIG. 4, that is, the light emitting end 400 is parallel to the bonding surface 2300. Thus, the light exit end 400 can face the light incident surface 354 of the waveguide 35 of the slider 22. In actual fixing of the laser diode 40, for example, an AuSn alloy vapor deposition film having a thickness of about 0.7 to 1 μm is formed on the surface of the electrode pad 47, and after placing the laser diode 40, it is hot under a hot air blower. What is necessary is just to fix by heating to about 200-300 degreeC by a plate etc.

また、電極パッド48と、レーザダイオード40のp電極40jと、がボンディングワイヤにより電気的に接続されている。なお、電極パッド47と接続される電極は、n電極40aでなくp電極40jでもかまわず、この場合、n電極40aが電極パッド48とボンディングワイヤにより接続される。   The electrode pad 48 and the p-electrode 40j of the laser diode 40 are electrically connected by a bonding wire. The electrode connected to the electrode pad 47 may not be the n electrode 40a but the p electrode 40j. In this case, the n electrode 40a is connected to the electrode pad 48 by a bonding wire.

ここで、上述したAuSn合金による半田付けをする場合、光源ユニットを例えば300℃前後の高温に加熱することになるが、本発明によれば、この光源ユニット23がスライダ22とは別に製造されるため、スライダ内の磁気ヘッド部がこの高温の悪影響を受けずに済む。   Here, when soldering with the above-described AuSn alloy, the light source unit is heated to a high temperature of about 300 ° C., for example. According to the present invention, the light source unit 23 is manufactured separately from the slider 22. Therefore, the magnetic head portion in the slider is not affected by the high temperature.

そして、上述のスライダ22の背面2201と光源ユニット23の接着面2300とが、例えば、UV硬化型接着剤等の接着剤層44(図4参照)により接着されており、レーザダイオード40の出光端400が導波路35の光入射面354と対向するように配置されている。   The back surface 2201 of the slider 22 and the adhesive surface 2300 of the light source unit 23 are adhered to each other by an adhesive layer 44 (see FIG. 4) such as a UV curable adhesive, for example. 400 is arranged so as to face the light incident surface 354 of the waveguide 35.

なお、レーザダイオード40及び電極パッドの構成は、当然に、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、レーザダイオード40は、GaAlAs系等、他の半導体材料を用いた他の構成のものであってもよい。さらに、レーザダイオード40と電極との半田付けに、他のろう材を用いて行うことも可能である。さらにまた、レーザダイオード40を、ユニット基板上に直接、半導体材料をエピタキシャル成長させることによって形成してもよい。
(製造方法)
Of course, the configuration of the laser diode 40 and the electrode pad is not limited to the above-described embodiment. For example, the laser diode 40 has other configurations using other semiconductor materials such as a GaAlAs system. It may be. Further, it is possible to use other brazing material for soldering the laser diode 40 and the electrode. Furthermore, the laser diode 40 may be formed by epitaxially growing a semiconductor material directly on the unit substrate.
(Production method)

続いて、上述の熱アシスト磁気ヘッドの製造方法について簡単に説明する。   Next, a method for manufacturing the above-described heat-assisted magnetic head will be briefly described.

まず、スライダ22を製造する。具体的には、スライダ基板220を用意し、公知の方法を用いてMR効果素子33及び素子間シールド層148を形成し、さらに下地としてアルミナ等の絶縁層38を形成する。   First, the slider 22 is manufactured. Specifically, the slider substrate 220 is prepared, the MR effect element 33 and the inter-element shield layer 148 are formed using a known method, and the insulating layer 38 such as alumina is further formed as a base.

続いて、導波路35及び近接場光発生部36を形成する。この工程を、図13及び図14を参照して詳しく説明する。   Subsequently, the waveguide 35 and the near-field light generator 36 are formed. This process will be described in detail with reference to FIGS.

図13及び図14は、導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。   FIGS. 13 and 14 are perspective views illustrating an embodiment of a method for forming the waveguide 35 and the near-field light generator 36.

まず、図13の(A)に示すように、最初に、Al等の絶縁層38a上に、導波路35の一部となる、絶縁層38aよりも屈折率の高いTa等の誘電体膜35aを成膜し、その上に、Au等の金属層36aを製膜し、その上に、リフトオフ用の底部が窪んだレジストパターン1002を形成する。 First, as shown in FIG. 13A, Ta 2 O 5 having a refractive index higher than that of the insulating layer 38a, which is a part of the waveguide 35, is first formed on the insulating layer 38a such as Al 2 O 3. A metal layer 36a such as Au is formed thereon, and a resist pattern 1002 having a recessed bottom for lift-off is formed thereon.

次いで、図13の(B)に示すように、イオンミリング法等を用いて、レジストパターン1002の直下を除いて、金属層36aの不要部分を除去することにより、誘電体膜35aの上に下部が広い台形状の金属層36aが積層されたパターンが形成される。   Next, as shown in FIG. 13B, an unnecessary portion of the metal layer 36a is removed except for the portion directly under the resist pattern 1002 by using an ion milling method or the like, thereby forming a lower portion on the dielectric film 35a. A pattern in which a wide trapezoidal metal layer 36a is laminated is formed.

その後、図13の(C)に示すように、レジストパターン1002を除去した後に、台形状の金属層36aの両斜面側からそれぞれイオンミリング法等により各斜面の一部をそれぞれ除去して、断面三角形状の金属層36aを形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 13C, after removing the resist pattern 1002, a part of each slope is removed from each slope side of the trapezoidal metal layer 36a by an ion milling method or the like. A triangular metal layer 36a is formed.

続いて、図13の(D)に示すように、金属層36aを覆うように誘電体膜35a上に誘電体膜35aと同じ材料による誘電体膜35bを成膜し、将来媒体対向面が形成される側に金属層36aの端面を形成するためのレジストパターン1003を積層し、図14の(A)に示すように、将来媒体対向面が形成される側とは反対側において、金属層36a及び誘電体膜35bをイオンミリング法等により除去し、その後、除去した部分に誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35cを成膜する。   Subsequently, as shown in FIG. 13D, a dielectric film 35b made of the same material as the dielectric film 35a is formed on the dielectric film 35a so as to cover the metal layer 36a, and a future medium facing surface will be formed. A resist pattern 1003 for forming an end surface of the metal layer 36a is laminated on the side to be formed, and as shown in FIG. 14A, the metal layer 36a is formed on the side opposite to the side on which the medium facing surface is formed in the future. Then, the dielectric film 35b is removed by an ion milling method or the like, and then a dielectric film 35c is formed from the same material as the dielectric film 35b in the removed portion.

さらに、図14の(B)に示すように、誘電体膜35b、35c上に、さらに、誘電体膜35bと同じ材料により誘電体膜35dを積層し、図8に示したように、YZ平面内の外縁形状が楕円形の一部となるように、誘電体膜35a,35b,35c,35dをパターニングすることにより、導波路35がほぼ完成する。   Further, as shown in FIG. 14B, a dielectric film 35d is further laminated on the dielectric films 35b and 35c with the same material as that of the dielectric film 35b, and as shown in FIG. The waveguide 35 is almost completed by patterning the dielectric films 35a, 35b, 35c, and 35d so that the inner edge shape becomes a part of an ellipse.

さらに、その後、図14の(C)に示すように、導波路35を覆うように絶縁層38aと同じ材料で絶縁層38bを更に形成することにより、クラッド層としての絶縁層38が完成する。そして、後述するように金属層36aが露出している側から所定距離ラッピングすることにより所定の厚みの近接場光発光部36及び媒体対向面Sが形成されるのである。   Further, as shown in FIG. 14C, an insulating layer 38b is further formed from the same material as the insulating layer 38a so as to cover the waveguide 35, thereby completing the insulating layer 38 as a cladding layer. Then, as will be described later, the near-field light emitting section 36 and the medium facing surface S having a predetermined thickness are formed by lapping a predetermined distance from the side where the metal layer 36a is exposed.

以上の工程により、近接場光発生部36を備えた導波路35を形成することができる。   Through the above steps, the waveguide 35 including the near-field light generating unit 36 can be formed.

その後、図4に示すように公知の方法により、電磁コイル素子34を形成し、その後、アルミナ等による絶縁層38を形成し、接続のための電極パッド371等を形成し、その後エアベアリング面やその裏面のラッピングを行うことによりスライダ22が完成する。この後、スライダ22の電磁コイル素子34やMR効果素子33のテストを各スライダごとに行い、良品を選別する。   Thereafter, as shown in FIG. 4, the electromagnetic coil element 34 is formed by a known method, then the insulating layer 38 made of alumina or the like is formed, the electrode pad 371 for connection is formed, and then the air bearing surface or The slider 22 is completed by lapping the back surface. Thereafter, the electromagnetic coil element 34 and the MR effect element 33 of the slider 22 are tested for each slider to select non-defective products.

続いて、光源ユニット23を製造する。まず、図4に示すように、アルティック製等の光源支持基板230を用意し、その表面に公知の方法により断熱層230a、絶縁層41及び電極パッド47、48を形成し、電極パッド47の上にレーザダイオード40をAuSn等の導電性の半田材により固定し、その後、基板の切断分離等により所定の大きさに整形する。これにより、光源ユニット23が完成する。このようにして得た光源ユニットも、レーザダイオードの特性評価、特に、高温連続通電試験による駆動電流のプロファイルを観察し、十分に寿命が長いと考えられるものを選択する。   Subsequently, the light source unit 23 is manufactured. First, as shown in FIG. 4, a light source support substrate 230 made of Altic or the like is prepared, and a heat insulating layer 230a, an insulating layer 41, and electrode pads 47 and 48 are formed on the surface thereof by a known method. The laser diode 40 is fixed on the top with a conductive solder material such as AuSn, and then shaped into a predetermined size by cutting and separating the substrate. Thereby, the light source unit 23 is completed. For the light source unit thus obtained, the characteristics of the laser diode, in particular, the profile of the drive current by the high-temperature continuous energization test is observed, and the one that is considered to have a sufficiently long life is selected.

その後、図15(A)に示すように、良品とされた光源ユニット23の接着面2300と、良品とされたスライダ22の背面2201のいずれか又は両方にUV硬化型接着剤44aを塗布する。UV硬化型接着剤としては、UV硬化型エポキシ樹脂や、UV硬化型アクリル樹脂等が挙げられる。   Thereafter, as shown in FIG. 15A, a UV curable adhesive 44a is applied to either or both of the bonding surface 2300 of the light source unit 23, which is a non-defective product, and the back surface 2201 of the slider 22, which is a non-defective product. Examples of the UV curable adhesive include a UV curable epoxy resin and a UV curable acrylic resin.

そして、図15(B)に示すように、光源ユニット23の接着面2300とスライダ22の背面2201とを重ね合わせた後、電極パッド47,48間に電圧を印加してレーザダイオード40を発光させると共に、導波路35の光出射面353に光検出器DTを対向配置し、光源ユニット23とスライダ22とを相対的に図15(B)の矢印方向に移動させ、最も光検出器DTの出力が高くなる位置を探し出し、その位置で、外部からUV硬化型接着剤に紫外線を照射することによりUV硬化型接着剤44aを硬化させ、これによりレーザダイオードの光軸と導波路35の光軸とを合わせた状態で光源ユニット23とスライダ22との接着をすることができる。   Then, as shown in FIG. 15B, after the bonding surface 2300 of the light source unit 23 and the back surface 2201 of the slider 22 are overlapped, a voltage is applied between the electrode pads 47 and 48 to cause the laser diode 40 to emit light. At the same time, the photodetector DT is disposed opposite to the light emitting surface 353 of the waveguide 35, the light source unit 23 and the slider 22 are relatively moved in the direction of the arrow in FIG. 15B, and the output of the photodetector DT is the most. The position at which the height is increased is found, and at that position, the UV curable adhesive 44a is cured by irradiating the UV curable adhesive from the outside to thereby cure the optical axis of the laser diode and the optical axis of the waveguide 35. The light source unit 23 and the slider 22 can be bonded together in a state where the two are combined.

続いて、本実施形態にかかる熱アシスト磁気ヘッド21の作用について説明する。   Next, the operation of the heat-assisted magnetic head 21 according to the present embodiment will be described.

書き込み又は読み出し動作時には、熱アシスト磁気ヘッド21は、回転する磁気ディスク(媒体)10の表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上する。この際、MR効果素子33及び電磁コイル素子34の媒体対向面S側の端が磁気ディスク10と微小なスペーシングを介して対向することによって、データ信号磁界の感受による読み出しとデータ信号磁界の印加による書き込みとが行われる。   During the writing or reading operation, the thermally-assisted magnetic head 21 floats on the surface of the rotating magnetic disk (medium) 10 with a predetermined flying height hydrodynamically. At this time, the end on the medium facing surface S side of the MR effect element 33 and the electromagnetic coil element 34 faces the magnetic disk 10 through a minute spacing, thereby reading by sensing the data signal magnetic field and applying the data signal magnetic field. Is written by.

ここで、データ信号の書き込みの際、光源ユニット23からコア35を通って伝播してきたレーザ光が近接場光発生部36に到達し、近接場光発生部36から近接場光が発生する。この近接場光によって、熱アシスト磁気記録を行うことが可能となる。   Here, when the data signal is written, the laser light propagating from the light source unit 23 through the core 35 reaches the near-field light generation unit 36, and near-field light is generated from the near-field light generation unit 36. This near-field light enables heat-assisted magnetic recording.

熱アシスト磁気記録方式を採用することにより、高保磁力の磁気ディスクに垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを用いて書き込みを行い、記録ビットを極微細化することによって、例えば、1Tbits/in級の記録密度を達成することも可能となり得る。 By adopting a heat-assisted magnetic recording system, writing is performed on a high coercivity magnetic disk using a thin film magnetic head for perpendicular magnetic recording, and the recording bits are made extremely fine, for example, 1 Tbits / in class 2 It may also be possible to achieve recording density.

そして、本実施形態では、光源ユニット23を用いることによって、スライダ22のコア35の光入射面(端面)354に、コア35の層面に平行な方向に伝播するレーザ光を入射させることができる。すなわち、集積面2202と媒体対向面Sとが垂直である構成を有する熱アシスト磁気ヘッド21において、適切な大きさ及び方向を有するレーザ光が、確実に供給可能となる。その結果、磁気ディスクの記録層の加熱効率が高い熱アシスト磁気記録を実現可能とする。   In this embodiment, by using the light source unit 23, laser light propagating in a direction parallel to the layer surface of the core 35 can be incident on the light incident surface (end surface) 354 of the core 35 of the slider 22. That is, in the thermally-assisted magnetic head 21 having a configuration in which the integration surface 2202 and the medium facing surface S are perpendicular to each other, laser light having an appropriate size and direction can be reliably supplied. As a result, heat-assisted magnetic recording with high heating efficiency of the recording layer of the magnetic disk can be realized.

そして、本実施形態によれば、磁気ヘッド部32がスライダ基板220に固定され、光源であるレーザダイオード40が光源支持基板230にそれぞれ別に固定されているので、スライダ基板220に固定された電磁コイル素子34と、光源支持基板230に固定されたレーザダイオード40とをそれぞれ独立に試験した上で、良品であるスライダ22と良品である光源ユニット23とを互いに固定することにより良品である熱アシスト磁気ヘッド21を歩留まり良く製造できる。   According to the present embodiment, the magnetic head portion 32 is fixed to the slider substrate 220, and the laser diode 40 as the light source is separately fixed to the light source support substrate 230. Therefore, the electromagnetic coil fixed to the slider substrate 220 is provided. After the element 34 and the laser diode 40 fixed to the light source support substrate 230 are independently tested, the non-defective slider 22 and the non-defective light source unit 23 are fixed to each other to fix the non-defective heat-assisted magnetism. The head 21 can be manufactured with a high yield.

また、磁気ヘッド部32がスライダ基板220の側面に設けられているので、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて磁気ヘッド部32の電磁コイル素子34やMR効果素子33等を容易に形成できる。   Further, since the magnetic head portion 32 is provided on the side surface of the slider substrate 220, the electromagnetic coil element 34, the MR effect element 33, etc. of the magnetic head portion 32 can be easily formed by using a conventional thin film magnetic head manufacturing method. .

さらに、レーザダイオード40が媒体対向面Sから離れた位置かつスライダ22の近傍にあるので、レーザダイオード40から発生する熱による電磁コイル素子34やMR効果素子33等への悪影響やレーザダイオード40と磁気ディスク10との接触等の可能性が抑制されると共に、光ファイバ、レンズ、ミラー等が必須では無いので光の伝播損失が低減でき、さらに、磁気記録装置全体の構造も簡単にできる。   Further, since the laser diode 40 is located away from the medium facing surface S and in the vicinity of the slider 22, the heat generated from the laser diode 40 adversely affects the electromagnetic coil element 34, the MR effect element 33, etc., and the laser diode 40 and the magnetic field. The possibility of contact with the disk 10 is suppressed, and since optical fibers, lenses, mirrors, and the like are not essential, light propagation loss can be reduced, and the structure of the entire magnetic recording apparatus can be simplified.

また、本実施形態では、光源支持基板230の裏面に断熱層230aが形成されているので、レーザダイオード40から発生する熱がより一層スライダ22に伝導しにくくなっている。   In this embodiment, since the heat insulating layer 230a is formed on the back surface of the light source support substrate 230, the heat generated from the laser diode 40 is more difficult to conduct to the slider 22.

また、上記実施形態では、スライダ基板220と光源支持基板230とには、同じアルティック製の基板を採用しているが、異なる材料の基板を用いることも可能である。この場合でも、スライダ基板220の熱伝導率をλs、光源支持基板230の熱伝導率をλlとすると、λs≦λlを満たすようにすることが好ましい。これにより、レーザダイオード40が発生する熱を、なるべくスライダ基板220に伝わらないようにしつつ光源支持基板230を通して外部に逃がすことが容易となる。   Moreover, in the said embodiment, although the board | substrate made from the same Altick is employ | adopted for the slider board | substrate 220 and the light source support board | substrate 230, it is also possible to use the board | substrate of a different material. Even in this case, if the thermal conductivity of the slider substrate 220 is λs and the thermal conductivity of the light source support substrate 230 is λ1, it is preferable to satisfy λs ≦ λl. Thereby, it is easy to let the heat generated by the laser diode 40 to the outside through the light source support substrate 230 while preventing the heat from being transmitted to the slider substrate 220 as much as possible.

なお、スライダ22及び光源ユニット23の大きさは任意であるが、例えば、スライダ22は、トラック幅方向の幅700μm×長さ(奥行き)850μm×厚み230μmの、いわゆるフェムトスライダであってもよい。この場合、光源ユニット23は、これとほぼ同じ幅及び長さを有することができる。実際、例えば、通常用いられるレーザダイオードの典型的な大きさは、幅250μm×長さ(奥行き)350μm×厚み65μm程度であり、例えば、この大きさの光源支持基板230の側面にこの大きさのレーザダイオード40を設置することが、十分に可能となっている。なお、光源支持基板230の底面に溝を設け、この溝内にレーザダイオード40を設けることも可能である。   The sizes of the slider 22 and the light source unit 23 are arbitrary. For example, the slider 22 may be a so-called femto slider having a width in the track width direction of 700 μm × length (depth) 850 μm × thickness 230 μm. In this case, the light source unit 23 can have substantially the same width and length. Actually, for example, a typical size of a laser diode that is usually used is about 250 μm wide × 350 μm long (depth) × 65 μm thick. It is possible to install the laser diode 40 sufficiently. It is also possible to provide a groove on the bottom surface of the light source support substrate 230 and provide the laser diode 40 in this groove.

また、導波路35の光入射面354に達したレーザ光の遠視野像(ファーフィールドパターン)のスポットにおいて、トラック幅方向の径を、例えば0.5〜1.0μm程度とし、この径に直交する径を、例えば1〜5μm程度とすることができる。これに対応して、このレーザ光を受け取る導波路35の厚みT35を、例えばスポットよりも大きな2〜10μm程度とし、導波路35のトラック幅方向の最大幅(W35)を、例えば1〜200μm程度とすることが好ましい。   Further, in the spot of the far-field image (far field pattern) of the laser light reaching the light incident surface 354 of the waveguide 35, the diameter in the track width direction is set to about 0.5 to 1.0 μm, for example, and orthogonal to this diameter. The diameter to be made can be, for example, about 1 to 5 μm. Correspondingly, the thickness T35 of the waveguide 35 that receives this laser light is, for example, about 2 to 10 μm larger than the spot, and the maximum width (W35) of the waveguide 35 in the track width direction is, for example, about 1 to 200 μm. It is preferable that

また、電磁コイル素子34が、長手磁気記録用であってもかまわない。この場合、主磁極層340及び補助磁極層344の代わりに、下部磁極層及び上部磁極層が設けられ、さらに、下部磁極層及び上部磁極層の媒体対向面S側の端部に挟持された書き込みギャップ層が設けられる。この書き込みギャップ層位置からの漏洩磁界によって書き込みが行われる。   Further, the electromagnetic coil element 34 may be used for longitudinal magnetic recording. In this case, instead of the main magnetic pole layer 340 and the auxiliary magnetic pole layer 344, a lower magnetic pole layer and an upper magnetic pole layer are provided, and further, the writing held between the ends of the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer on the medium facing surface S side. A gap layer is provided. Writing is performed by a leakage magnetic field from the position of the write gap layer.

また、近接光発生部の形状も、上述のものに限られず、たとえば、三角形でなく頂点36cが平らになった台形状でも実施可能であり、また、三角形状または台形状の板を、その頂点同士または短辺同士が所定距離離間して対向するように一対配置した、いわゆる「蝶ネクタイ型」構造でも実施可能である。   Further, the shape of the proximity light generating unit is not limited to the above-described one, and for example, it is possible to implement a trapezoidal shape in which the apex 36c is flat instead of a triangle, and a triangular or trapezoidal plate is used as the apex. A so-called “bow tie type” structure in which a pair of short sides or a short side are opposed to each other with a predetermined distance is also possible.

図16は、「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。一対の近接場光発生部36がX軸に沿って対向して配置されており、その頂点36c同士が所定の間隔を隔てて突き合されている。この「蝶ネクタイ型」構造においては、頂点36c間の中心部に非常に強い電界の集中が発生し、近接場光が生じる。   FIG. 16 is a perspective view of the near-field light generator 36 having a “bow tie type” structure. A pair of near-field light generators 36 are arranged to face each other along the X axis, and the apexes 36c are abutted with each other at a predetermined interval. In this “bow tie type” structure, a very strong electric field concentration occurs at the center between the apexes 36c, and near-field light is generated.

また、コイル層342は、図4等において1層であるが、2層以上又はヘリカルコイルでもよい。   Moreover, although the coil layer 342 is one layer in FIG. 4 etc., two or more layers or a helical coil may be sufficient.

また、他の実施形態として、近接場光発生部36として、コア35の媒体対向面S側に光の波長よりも小さい微小な開口を設けてもよい。   As another embodiment, the near-field light generator 36 may be provided with a small opening smaller than the wavelength of light on the medium facing surface S side of the core 35.

また、断熱層230aは、スライダ基板220の背面2201に形成されていてもよく、全く設けなくても実施は可能である。   Further, the heat insulating layer 230a may be formed on the back surface 2201 of the slider substrate 220, and can be implemented without providing it at all.

また、光源ユニット23とスライダ22との接着に、UV硬化型接着剤以外の接着剤例えば、レーザダイオード40と電極パッド47との接着に用いたAuSn等の半田層を用いても実施は可能である。   Further, the light source unit 23 and the slider 22 can be bonded by using an adhesive other than the UV curable adhesive, for example, a solder layer such as AuSn used for bonding the laser diode 40 and the electrode pad 47. is there.

また、上記熱アシスト磁気ヘッドを備えたHGA及びハードディスク装置では、高密度記録が可能となる。   Further, high density recording is possible with the HGA and the hard disk drive equipped with the heat-assisted magnetic head.

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。   All the embodiments described above are illustrative of the present invention and are not intended to be limiting, and the present invention can be implemented in other various modifications and changes. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the claims and their equivalents.

実施の形態に係るハードディスク装置の斜視図である。1 is a perspective view of a hard disk device according to an embodiment. HGA17の斜視図である。It is a perspective view of HGA17. 図1に示した熱アシスト磁気ヘッド21の近傍の拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view of the vicinity of a heat-assisted magnetic head 21 shown in FIG. 図3に示した熱アシスト磁気ヘッド21のIV−IV矢印断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along arrow IV-IV of the thermally assisted magnetic head 21 shown in FIG. 3. 熱アシスト磁気ヘッド21の回路図である。3 is a circuit diagram of a heat-assisted magnetic head 21. FIG. 媒体対向面側から見た磁気ヘッド主要部の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the main part of the magnetic head viewed from the medium facing surface side. 熱アシスト磁気ヘッド21の主要部の斜視図である。2 is a perspective view of a main part of a heat-assisted magnetic head 21. FIG. コア35のYZ平面内における断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section in the YZ plane of the core. 媒体対向面Sから見た近接場光発生部(プラズモン・プローブ)36の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a near-field light generating unit (plasmon probe) 36 as viewed from the medium facing surface S. 近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between wavelength (lambda) (nm) of the incident light to the near-field light generation part 36, and near-field light intensity I (au). 近接場光発生部36への入射光の波長λ(nm)と近接場光強度I(a.u.)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between wavelength (lambda) (nm) of the incident light to the near-field light generation part 36, and near-field light intensity I (au). レーザダイオード40の斜視図である。2 is a perspective view of a laser diode 40. FIG. 導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining one Embodiment of the formation method of the waveguide 35 and the near-field light generation part 36. FIG. 導波路35及び近接場光発生部36の形成方法の一実施形態を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining one Embodiment of the formation method of the waveguide 35 and the near-field light generation part 36. FIG. 熱アシスト磁気ヘッドの製造方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the manufacturing method of a heat-assisted magnetic head. 「蝶ネクタイ型」構造の近接場光発生部36の斜視図である。It is a perspective view of the near field light generation part 36 of a "bow tie type" structure.

符号の説明Explanation of symbols

1…ハードディスク装置、10…磁気ディスク(記録媒体)、17…ヘッドジンバルアセンブリ(HGA)、20…サスペンション、21…熱アシスト磁気ヘッド、22…スライダ、220…スライダ基板、2202…集積面、23…光源ユニット、230…光源支持基板、32…磁気ヘッド部、33…MR効果素子(磁気検出素子)、34…電磁コイル素子(磁気記録素子)、35…導波路、354…光入射面(端面)、36…近接場光発生部、40…レーザダイオード(光源)、400…出光端、S…媒体対向面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hard disk apparatus, 10 ... Magnetic disk (recording medium), 17 ... Head gimbal assembly (HGA), 20 ... Suspension, 21 ... Thermally assisted magnetic head, 22 ... Slider, 220 ... Slider substrate, 2202 ... Integration surface, 23 ... Light source unit, 230 ... light source support substrate, 32 ... magnetic head, 33 ... MR effect element (magnetic detection element), 34 ... electromagnetic coil element (magnetic recording element), 35 ... waveguide, 354 ... light incident surface (end face) , 36 ... near-field light generating unit, 40 ... laser diode (light source), 400 ... light exit end, S ... medium facing surface.

Claims (5)

媒体対向面、この媒体対向面の反対側に位置する第1面、及び前記媒体対向面と前記第1面との間に位置する側面を有するスライダ基板と、
前記媒体対向面側に光出射面を有する平面導波路のコアと、この光出射面に近接した磁気記録素子とを有し、前記スライダ基板の前記側面の一つに固定された磁気ヘッド部と、
前記第1面に固定された第2面を有する光源支持基板と、
前記コアの光入射面に対向し、前記光源支持基板に固定された発光素子と、
を備え、
前記コアの厚み方向をX軸、幅方向をY軸、長手方向をZ軸とした場合、前記発光素子からZ軸に沿って出射された光は、前記光入射面に入射し、YZ平面内における前記コアの外縁は楕円の一部を構成し、前記光入射面に入射した光は当該楕円の焦点に向けて集光することを特徴とする熱アシスト磁気ヘッド。
A slider substrate having a medium facing surface, a first surface located on the opposite side of the medium facing surface, and a side surface located between the medium facing surface and the first surface;
A magnetic head unit having a planar waveguide core having a light emitting surface on the medium facing surface side, and a magnetic recording element proximate to the light emitting surface, and fixed to one of the side surfaces of the slider substrate; ,
A light source support substrate having a second surface fixed to the first surface;
A light emitting element facing the light incident surface of the core and fixed to the light source support substrate;
With
When the thickness direction of the core is the X axis, the width direction is the Y axis, and the longitudinal direction is the Z axis, the light emitted from the light emitting element along the Z axis enters the light incident surface and is in the YZ plane. A heat-assisted magnetic head, wherein an outer edge of the core of the core constitutes a part of an ellipse, and light incident on the light incident surface is condensed toward a focal point of the ellipse.
前記コアの前記光出射面に設けられたプラズモン・プローブを更に備える請求項1に記載の熱アシスト磁気ヘッド。   The thermally assisted magnetic head according to claim 1, further comprising a plasmon probe provided on the light emitting surface of the core. 前記コアの前記光入射面及び前記光出射面は、それぞれXY平面に略平行であって、前記光出射面は前記楕円の焦点を含む位置の近傍に設けられている請求項1に記載の熱アシスト磁気ヘッド。   2. The heat according to claim 1, wherein the light incident surface and the light emitting surface of the core are each substantially parallel to an XY plane, and the light emitting surface is provided near a position including the focal point of the ellipse. Assist magnetic head. 請求項1乃至3いずれか1項に記載の熱アシスト磁気ヘッドと、
前記熱アシスト磁気ヘッドを支持するサスペンションと、
を備えたヘッドジンバルアセンブリ。
The thermally assisted magnetic head according to any one of claims 1 to 3,
A suspension supporting the thermally-assisted magnetic head;
Head gimbal assembly with
請求項4に記載のヘッドジンバルアセンブリと、
前記ヘッドジンバルアセンブリに対向する磁気記録媒体と、
を備えたハードディスク装置。
A head gimbal assembly according to claim 4;
A magnetic recording medium facing the head gimbal assembly;
Hard disk device with
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